2.2.3节结束。

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@ -1071,7 +1071,169 @@ void PrintID()
这样就明白了。类模板和类模板的特化的作用,仅仅是指导编译器选择哪个编译,但是特化之间、特化和它原型的类模板之间,是分别独立实现的。所以如果多个特化、或者特化和对应的类模板有着类似的内容,很不好意思,你得写上若干遍了。
前面的例子里面,我们使用了单参数的模板。不过既然模板有多个参数的形式,那特化也得支持多个参数。
第三个问题是写一个模板匹配任意类型的指针。对于C语言来说因为没有泛型的概念因此它提供了无类型的指针`void*`。它的优点是,所有指针都能转换成它。它的缺点是,一旦转换称它后,你就再也不知道这个指针到底是指向`float`或者是`int`或者是`struct`了。
比如说`copy`。
``` C
void copy(void* dst, void const* src, size_t elemSize, size_t elemCount, void (*copyElem)(void* dstElem, void const* srcElem))
{
void const* reader = src;
void const* writer = dst;
for(size_t i = 0; i < elemCount; ++i)
{
copyElem(writer, reader);
advancePointer(reader, elemSize); // 把Reader指针往后移动一些字节
advancePointer(writer, elemSize);
}
}
```
为什么要提供copyElem是因为可能有些struct需要深拷贝所以得用特殊的copy函数。这个在C++98/03里面就体现为拷贝构造和赋值函数。
但是不管怎么搞,因为这个函数的参数只是`void*`而已当你使用了错误的elemSize或者传入了错误的copyElem就必须要到运行的时候才有可能看出来。注意这还只是有可能而已。
那么C++有了模板后,能否既能匹配任意类型的指针,同时又保留了类型信息呢?答案是显然的。至于怎么写,那就得充分发挥你的直觉了:
首先,我们需要一个`typename T`来指代“任意类型”这四个字:
``` C++
template <typename T>
```
接下来,我们要写函数原型:
``` C++
void copy(?? dest, ?? src, size_t elemCount);
```
这里的 `` 要怎么写呢既然我们有了模板类型参数T那我们不如就按照经验`T*` 看看。
``` C++
template <typename T>
void copy(T* dst, T const* src, size_t elemCount);
```
编译一下,咦,居然通过了。看来这里的语法与我们以前学到的知识并没有什么不同。这也是语言设计最重要的一点原则:一致性。它可以让你辛辛苦苦体验到的规律不至于白费。
最后就是实现:
``` C++
template <typename T>
void copy(T* dst, T const* src, size_t elemCount)
{
for(size_t i = 0; i < elemCount; ++i)
{
dst[i] = src[i];
}
}
```
是不是简洁了许多你不需要再传入size只要你有正确的赋值函数也不需要提供定制的copy也不用担心dst和src的类型不匹配了。
最后,我们把函数模板学到的东西,也应用到类模板里面:
``` C++
template <typename T> // 嗯需要一个T
class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化所以这里就写T*
{
public:
static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
};
```
最后写个例子来测试一下,看看我们的 `T*` 能不能搞定 `float*`
``` C++
void PrintID()
{
cout << "ID of float*: " << TypeToID<float*>::ID << endl;
}
```
哈哈,大功告成。嗯,别急着高兴。待我问一个问题:你知道 `TypeToID<float*>`这里的T是什么吗换句话说你知道下面这段代码打印的是什么吗
``` C++
// ...
// TypeToID 的其他代码,略过不表
// ...
template <typename T> // 嗯需要一个T
class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化所以这里就写T*
{
public:
typedef T SameAsT;
static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
};
void PrintID()
{
cout << "ID of float*: " << TypeToID< TypeToID<float*>::SameAsT >::ID << endl;
}
```
别急着运行,你先猜。
------------------------- 这里是给勤于思考的码猴的分割线 -------------------------------
OK猜出来了吗T是`float`。为什么呢?因为你用 `float *` 匹配了 `T *`,所以 `T` 就对应 `float` 了。没想清楚的自己再多体会一下。
嗯,所以实际上,我们可以利用这个特性做一件事情:把指针类型的那个指针给“干掉”:
``` C++
template <typename T>
class RemovePointer
{
// 啥都不干,你要放一个不是指针的类型进来,我就让你死的难看。
};
template <typename T>
class RemovePointer<T*> // 祖传牛皮藓,专治各类指针
{
public:
typedef T Result;
};
void Foo()
{
RemovePointer<float*>::Result x = 5.0f; // 喏用RemovePointer后那个Result就是把float*的指针处理掉以后的结果float啦。
std::cout << x << std::endl;
}
```
OK如果这个时候我需要给 `int*` 提供一个更加特殊的特化,那么我还得都多提供一个:
``` C++
// ...
// TypeToID 的其他代码,略过不表
// ...
template <typename T> // 嗯需要一个T
class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化所以这里就写T*
{
public:
typedef T SameAsT;
static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
};
template <> // 嗯int* 已经是个具体的不能再具体的类型了,所以模板不需要额外的类型参数了
class TypeToID<int*> // 嗯对int*的特化。在这里呢要把int*整体看作一个类型。
{
public:
static int const ID = 0x12345678; // 给一个缺心眼的ID
};
void PrintID()
{
cout << "ID of int*: " << TypeToID<int*>::ID << endl;
}
```
这个时候它会输出0x12345678的十进制大概
可能会有较真的人说,`int*` 去匹配 `T` 或者 `T*`也是合法的。就和你说22岁以上能结婚那24岁当然也能结婚一样。
那为什么 `int*` 就会找 `int*``float *`因为没有合适的特化就去找 `T*`,更一般的就去找 `T` 呢?废话,有专门为你准备的东西的不用,人干事?这就是直觉。
但是呢,直觉对付更加复杂的问题还是没用的(也不是没用,主要是你没这个直觉了)。我们要把这个直觉,转换成合理的规则————即模板的匹配规则。
当然,这个匹配规则是对复杂问题用的,所以我们会到实在一眼看不出来的时候才会动用它。一开始我们只要把握:匹配手机从最特殊到最一般的原则就可以了。
###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