From 994361be00ed70df925e4839e854622cef03cbcc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Ye WU Date: Wed, 5 Mar 2014 22:19:01 -0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?2.2.2=E8=8A=82=E7=BB=93=E6=9D=9F=E3=80=82?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- CppTemplateTutorial.cpp | 41 +++++++- ReadMe.md | 216 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++- 2 files changed, 255 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/CppTemplateTutorial.cpp b/CppTemplateTutorial.cpp index 55275a9..2f26955 100644 --- a/CppTemplateTutorial.cpp +++ b/CppTemplateTutorial.cpp @@ -1,4 +1,4 @@ -#include "stdafx.h" +#include "stdafx.h" #include #include @@ -151,6 +151,45 @@ namespace _1_3 #endif } +namespace _2_2_2 +{ + template class AddFloatOrMulInt + { + static T Do(T a, T b) + { + // 在这个例子里面一般形式里面是什么内容不重要，因为用不上 + // 这里就随便给个0吧。 + return T(0); + } + }; + + // 其次，我们要指定T是int时候的代码，这就是特化： + template <> class AddFloatOrMulInt + { + public: + static int Do(int a, int b) + { + return a * b; + } + }; + + // 再次，我们要指定T是float时候的代码： + template <> class AddFloatOrMulInt + { + public: + static float Do(float a, float b) + { + return a * b; + } + }; + + void foo() + { + float a(0), b(1); + float c = AddFloatOrMulInt::Do(a, b); + } +} + // 1.4 Specialization, Partial Specialization, Full Specialization namespace _1_4 { diff --git a/ReadMe.md b/ReadMe.md index 942cfba..dce615a 100644 --- a/ReadMe.md +++ b/ReadMe.md @@ -769,8 +769,222 @@ Variant result = addFloatOrMulInt(aVar, bVar); 在模板代码中，这个“合适的机制”就是指“特化”和“部分特化（Partial Specialization）”，后者也叫“偏特化”。 -####2.2.2模板原型与偏特化 +####2.2.2特化 +我的高中物理老师对我说过一句令我受用至今的话：把自己能做的事情做好。编写模板程序也是一样。当你试图用模板解决问题之前，先撇开那些复杂的语法要素，用最直观的方式表达你的需求： + +``` C++ +// 这里是伪代码，意思一下 + +int|float addFloatOrMulInt(a, b) +{ + if(type is Int) + { + return a * b; + } + else if (type is Float) + { + return a + b; + } +} + +void foo() +{ + float a, b, c; + c = addFloatOrMulInt(a, b); // c = a + b; + + int x, y, z; + z = addFloatOrMulInt(x, y); // z = x * y; +} +``` + +因为这一节是讲类模板有关的特化和偏特化机制，所以我们不用普通的函数，而是用类的静态成员函数来做这个事情（这就是典型的没事找抽型）： + +``` C++ +// 这里仍然是伪代码，意思一下，too。 +class AddFloatOrMulInt +{ + static int|float Do(a, b) + { + if(type is Int) + { + return a * b; + } + else if (type is Float) + { + return a + b; + } + } +}; + +void foo() +{ + float a, b, c; + c = AddFloatOrMulInt::Do(a, b); // c = a + b; + + int x, y, z; + z = AddFloatOrMulInt::Do(x, y); // z = x * y; +} +``` + +好，意思表达清楚了。我们先从调用方的角度，把这个形式改写一下： + +``` C++ +void foo() +{ + float a, b, c; + c = AddFloatOrMulInt::Do(a, b); // c = a + b; + + int x, y, z; + z = AddFloatOrMulInt::Do(x, y); // z = x * y; +} +``` +也许你不明白为什么要改写成现在这个样子。看不懂不怪你，怪我讲的不好。但是你别急，先看看这样改写以后能不能跟我们的目标接近一点。如果我们把 `AddFloatOrMulInt::Do` 看作一个普通的函数，那么我们可以写两个实现出来： + +``` C++ +float AddFloatOrMulInt::Do(float a, float b) +{ + return a + b; +} + +int AddFloatOrMulInt::Do(int a, int b) +{ + return a * b; +} + +void foo() +{ + float a, b, c; + c = AddFloatOrMulInt::Do(a, b); // c = a + b; + + int x, y, z; + z = AddFloatOrMulInt::Do(x, y); // z = x * y; +} +``` + +这样是不是就很开心了？我们更进一步，把 `AddFloatOrMulInt::Do` 换成合法的类模板： + +``` C++ +// 这个是给float用的。 +template class AddFloatOrMulInt +{ + T Do(T a, T b) + { + return a + b; + } +}; + +// 这个是给int用的。 +template class AddFloatOrMulInt +{ + T Do(T a, T b) + { + return a * b; + } +}; + +void foo() +{ + float a, b, c; + + // 嗯，我们需要 c = a + b; + c = AddFloatOrMulInt::Do(a, b); + // ... 觉得哪里不对劲 ... + // ... + // ... + // ... + // 啊！有两个AddFloatOrMulInt，class看起来一模一样，要怎么区分呢！ +} +``` +好吧，问题来了！如何要让两个内容不同，但是模板参数形式相同的类进行区分呢？特化！特化（specialization）是根据一个或多个特殊的整数或类型，给出模板实例化时的一个指定内容。我们先来看特化是怎么应用到这个问题上的。 +``` C++ +// 首先，要写出模板的一般形式（原型） +template class AddFloatOrMulInt +{ + static T Do(T a, T b) + { + // 在这个例子里面一般形式里面是什么内容不重要，因为用不上 + // 这里就随便给个0吧。 + return T(0); + } +}; + +// 其次，我们要指定T是int时候的代码，这就是特化： +template <> class AddFloatOrMulInt +{ +public: + static int Do(int a, int b) // + { + return a * b; + } +}; + +// 再次，我们要指定T是float时候的代码： +template <> class AddFloatOrMulInt +{ +public: + static float Do(float a, float b) + { + return a + b; + } +}; + +void foo() +{ + // 这里面就不写了 +} +``` +我们再把特化的形式拿出来一瞧：这货有点怪啊： `template <> class AddFloatOrMulInt`。别急，我给你解释一下。 + +``` C++ +// 我们这个模板的基本形式是什么？ +template class AddFloatOrMulInt; + +// 但是这个类，是给T是Int的时候用的，于是我们写作 +class AddFloatOrMulInt +// 当然，这里编译是通不过的。 + +// 但是它又不是个普通类，而是类模板的一个特化（特例）。 +// 所以前面要加模板关键字template， +// 以及模板参数列表 +template class AddFloatOrMulInt; + +// 最后，模板参数列表里面填什么？因为原型的T已经被int取代了。所以这里就不能放任何额外的参数了。 +// 所以这里要放空。 +template <> class AddFloatOrMulInt +{ + // ... 针对Int的实现 ... +} + +// Bingo! +``` + +哈，这样就好了。我们来做一个练习。我们有一些类型，然后你要用模板做一个对照表，让类型对应上一个数字。我先来做一个示范： + +``` C++ + +template TypeToID +{ + static int const ID = -1; +}; + +template <> TypeToID +{ + static int const ID = 0; +}; +``` + +然后呢，你的任务就是，要所有无符号的整数类型的特化（其实就是`uint8_t`到`uint64_t`啦），把所有的基本类型都赋予一个ID（当然是不一样的啦）。当你做完后呢，可以把类型所对应的ID打印出来，我仍然以 `uint8_t` 为例： + +``` C++ +void PrintID() +{ + cout << "ID of uint8_t: " << TypeToID::ID << endl; +} +``` +嗯，看起来挺简单的，是吧。但是这里透露出了一个非常重要的信号，我希望你已经能察觉出来了： `TypeToID` 如同是一个函数。这个函数只能在编译期间执行。它输入一个类型，输出一个ID。 + +如果你体味到了这一点，那么恭喜你，你的模板元编程已经开悟了。 ###2.3 函数模板的重载、参数匹配、特化与部分特化 ###2.4 技巧单元：模板与继承