From 480d599cb9448dd0c6873e2f04b92e1c8deb074a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Wu Ye Date: Wed, 12 Feb 2014 23:29:18 -0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E5=A2=9E=E5=8A=A0=E4=BA=861.3=E8=8A=82?= =?UTF-8?q?=EF=BC=88=E6=95=B4=E5=9E=8B=E4=B9=9F=E5=8F=AF=E4=BB=A5=E4=BD=9C?= =?UTF-8?q?=E4=B8=BA=E6=A8=A1=E6=9D=BF=E5=8F=82=E6=95=B0=EF=BC=89=E5=92=8C?= =?UTF-8?q?1.4=E8=8A=82=EF=BC=88=E6=A8=A1=E6=9D=BF=E8=AF=AD=E6=B3=95?= =?UTF-8?q?=E5=8A=9F=E8=83=BD=E5=92=8C=E5=BD=A2=E5=BC=8F=E7=9A=84=E7=BB=9F?= =?UTF-8?q?=E4=B8=80=EF=BC=89=E3=80=82?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- CppTemplateTutorial.cpp | 28 ++++++++++- ReadMe.md | 101 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++---- 2 files changed, 118 insertions(+), 11 deletions(-) diff --git a/CppTemplateTutorial.cpp b/CppTemplateTutorial.cpp index d300dc5..fbd07ec 100644 --- a/CppTemplateTutorial.cpp +++ b/CppTemplateTutorial.cpp @@ -1,7 +1,8 @@ #include "stdafx.h" #include +#include -#define WRONG_CODE_ENABLED 1 +#define WRONG_CODE_ENABLED 0 // 0. Basic Form namespace _0 @@ -92,6 +93,31 @@ namespace _1_2_2 // 1.3 Instanciating 2 namespace _1_3 { + template class A + { + public: + void foo() + { + } + }; + template class B {}; + template class C {}; + template ::*a)()> class D {}; + template class E {}; + void foo() + { + A<5> a; + B<7, A<5>, nullptr> b; + C<&foo> c; + D<&A<3>::foo> d; +#if WRONG_CODE_ENABLED + int x = 3; + A b; +#endif + } + + + template class ClassB { diff --git a/ReadMe.md b/ReadMe.md index 8ed63c2..a25b9f4 100644 --- a/ReadMe.md +++ b/ReadMe.md @@ -69,7 +69,7 @@ template class ClassA void foo(int a); ``` -`T`则可以类比为函数形参`a`，这里的“模板形参”`T`，也同函数形参一样取成任何你想要的名字；`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`，它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。 +`T`则可以类比为函数形参`a`，这里的“模板形参”`T`，也同函数形参一样取成任何你想要的名字；`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`，它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。除了 `typename` 之外，我们再后面还要讲到，整型也可以作为模板的参数。 在定义完模板参数之后，便可以定义你所需要的类。不过在定义类的时候，除了一般类可以使用的类型外，你还可以使用在模板参数中使用的类型 `T`。可以说，这个 `T`是模板的精髓，因为你可以通过指定模板实参，将T替换成你所需要的类型。 @@ -197,7 +197,7 @@ void vector::clear() 因此，在成员函数实现的时候，必须要提供模板参数。此外，为什么类型名不是`vector`而是`vector`呢？ 如果你了解过模板的偏特化与特化的语法，应该能看出，这里的vector在语法上类似于特化/偏特化。实际上，这里的函数定义也确实是成员函数的偏特化。特化和偏特化的概念，本文会在第二部分详细介绍。 -最终，正确的成员函数实现如下所示： +综上，正确的成员函数实现如下所示： ``` C++ template // 模板参数 @@ -363,8 +363,7 @@ float a = GetValue(0); // 出错了！ int b = GetValue(1); // 也出错了！ ``` -为什么会出错呢？你仔细想了想，原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候，返回值被谁接受还不知道呢。 -如下修改后，就一切正常了： +为什么会出错呢？你仔细想了想，原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候，返回值被谁接受还不知道呢。如下修改后，就一切正常了： ``` C++ float a = GetValue(0); @@ -373,14 +372,14 @@ int b = GetValue(1); 嗯，是不是so easy啊？嗯，你又信心满满的做了一个练习： -你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`，顾名思义，执行的是C风格的转换。然后出于方便起见，你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。 -于是你写了一个use case。 +你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`，顾名思义，执行的是C风格的转换。然后出于方便起见，你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。于是你写了一个use case。 ``` C++ DstT dest = c_style_cast(src); ``` 根据调用形式你知道了，有 `DstT` 和 `SrcT` 两个模板参数。参数只有一个， `src`，所以函数的形参当然是这么写了： `(SrcT src)`。实现也很简单， `(DstT)v`。 + 我们把手上得到的信息来拼一拼，就可以编写自己的函数模板了： ``` C++ @@ -399,8 +398,7 @@ float i = c_style_cast(v); error C2783: 'DstT _1_2_2::c_style_cast(SrcT)' : could not deduce template argument for 'DstT' ``` -然后你仔细的比较了一下，然后发现 … 模板参数有两个，而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。 -这个时候，你死马当活马医，把模板参数写完整了： +然后你仔细的比较了一下，然后发现 … 模板参数有两个，而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。这个时候，你死马当活马医，把模板参数写完整了： ``` C++ float i = c_style_cast(v); @@ -409,7 +407,8 @@ float i = c_style_cast(v); 嗯，很顺利的通过了。难道C++不能支持让参数推导一部分模板参数吗？ 当然是可以的。只不过在部分推导、部分指定的情况下，编译器对模版参数的顺序是有限制的：先写需要指定的模板参数，再把能推导出来的模板参数放在后面。 -在这个例子中，能推导出来的是 `SrcT`，需要指定的是 `DstT`。于是你把函数模板写成： + +在这个例子中，能推导出来的是 `SrcT`，需要指定的是 `DstT`。把函数模板写成下面这样就可以了： ``` C++ template DstT c_style_cast(SrcT v) // 模版参数 DstT 需要人肉指定，放前面。 @@ -421,9 +420,91 @@ int v = 0; float i = c_style_cast(v); // 形象地说，DstT会先把你指定的参数吃掉，剩下的就交给编译器从函数参数列表中推导啦。 ``` - ###1.3 整型也可是Template参数 +模板参数除了类型外（包括基本类型、结构、类类型等），也可以是一个整型数（Integral Number）。这里的整型数比较宽泛，包括布尔、不同位数、有无符号的整型，甚至包括指针。我们将整型的模板参数和类型作为模板参数来做一个对比： + +``` C++ +template class TemplateWithType; +template class TemplateWithValue; +``` + +我想这个时候你也更能理解 `typename` 的意思了：它相当于是模板参数的“类型”，告诉你 `T` 是一个 `typename`。 + +按照C++ Template最初的想法，模板不就是为了提供一个类型安全、易于调试的宏吗？有类型就够了，为什么要引入整型参数呢？考虑宏，它除了代码替换，还有一个作用是作为常数出现。所以整型模板参数最基本的用途，也是定义一个常数。例如这段代码的作用： + +``` C++ +template struct Array +{ + T data[Size]; +}; + +Array arr; +``` + +便相当于下面这段代码： + +``` C++ +class IntArrayWithSize16 +{ + int data[16]; // int 替换了 T, 16 替换了 Size +}; + +IntArrayWithSize16 arr; +``` + +其中有一点要注意的是，因为模板的匹配是在编译的时候完成的，所以实例化模板的时候所使用的参数，也必须要在编译期就能确定。例如以下的例子编译器就会报错： + +``` C++ +template class A {}; + +void foo() +{ + int x = 3; + A<5> a; // 正确！ + A b; // error C2971: '_1_3::A' : template parameter 'i' : 'x' : a local variable cannot be used as a non-type argument +} +``` +因为x不是一个编译期常量，所以 `A` 就会告诉你，x是一个局部变量，不能作为一个模板参数出现。 + +嗯，这里我们再写几个相对复杂的例子： + +``` C++ +template class A +{ +public: + void foo(int) + { + } +}; +template class B {}; +template class C {}; +template ::*a)(int)> class D {}; + +template int Add(int a) // 当然也能用于函数模板 +{ + return a + i; +} + +void foo() +{ + A<5> a; + B< + 7, A<5>, nullptr, false + > b; // 模板参数可以是一个无符号八位整数，可以是模板生成的类；可以是一个指针。 + C c; // 模板参数可以是一个bool类型的常量，甚至可以是一个函数指针。 + D<&A<3>::foo> d; // 丧心病狂啊！它还能是一个成员函数指针！ + int x = Add<3>(5); // x == 8。因为整型模板参数无法从函数参数获得，所以只能是手工指定啦。 +} + +template class E {}; // ERROR: 别闹！早说过只能是整数类型的啦！ +``` + +###1.4 模板形式与功能是统一的 +第一章走马观花的带着大家复习了一下C++ Template的基本语法形式，也解释了包括 `typename` 在内，类/函数模板写法中各个语法元素的含义。形式是功能的外在体现，介绍它们也是为了让大家能理解到，模板之所以写成这种形式是有必要的，而不是语言的垃圾成分。 + +从下一章开始，我们便进入了更加复杂和丰富的世界：讨论模板的匹配规则。其中有令人望而生畏的特化与偏特化。但是，请相信我们在序言中所提到的：将模板作为一门语言来看待，它会变得有趣而简单。 + ## 2. 模板世界的If-Then-Else：特化与偏特化 ###2.1 类模板的匹配规则：特化与部分特化 ###2.2 函数模板的重载、参数匹配、特化与部分特化