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2.2.3节结束。
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@ -1071,7 +1071,169 @@ void PrintID()
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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。
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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。
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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。
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比如说`copy`。
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``` C
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void copy(void* dst, void const* src, size_t elemSize, size_t elemCount, void (*copyElem)(void* dstElem, void const* srcElem))
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{
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void const* reader = src;
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void const* writer = dst;
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for(size_t i = 0; i < elemCount; ++i)
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{
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copyElem(writer, reader);
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advancePointer(reader, elemSize); // 把Reader指针往后移动一些字节
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advancePointer(writer, elemSize);
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}
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}
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```
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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。
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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。
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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:
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首先,我们需要一个`typename T`来指代“任意类型”这四个字:
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``` C++
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template <typename T>
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```
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接下来,我们要写函数原型:
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``` C++
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void copy(?? dest, ?? src, size_t elemCount);
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```
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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,写 `T*` 看看。
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``` C++
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template <typename T>
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void copy(T* dst, T const* src, size_t elemCount);
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```
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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。
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最后就是实现:
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``` C++
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template <typename T>
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void copy(T* dst, T const* src, size_t elemCount)
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{
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for(size_t i = 0; i < elemCount; ++i)
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{
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dst[i] = src[i];
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}
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}
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```
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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。
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最后,我们把函数模板学到的东西,也应用到类模板里面:
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``` C++
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template <typename T> // 嗯,需要一个T
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class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化,所以这里就写T*
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{
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public:
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static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
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};
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```
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最后写个例子来测试一下,看看我们的 `T*` 能不能搞定 `float*`
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``` C++
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void PrintID()
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{
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cout << "ID of float*: " << TypeToID<float*>::ID << endl;
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}
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```
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哈哈,大功告成。嗯,别急着高兴。待我问一个问题:你知道 `TypeToID<float*>` 后,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?
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``` C++
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// ...
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// TypeToID 的其他代码,略过不表
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// ...
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template <typename T> // 嗯,需要一个T
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class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化,所以这里就写T*
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{
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public:
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typedef T SameAsT;
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static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
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};
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void PrintID()
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{
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cout << "ID of float*: " << TypeToID< TypeToID<float*>::SameAsT >::ID << endl;
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}
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```
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别急着运行,你先猜。
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------------------------- 这里是给勤于思考的码猴的分割线 -------------------------------
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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。
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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”:
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``` C++
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template <typename T>
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class RemovePointer
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{
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// 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。
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};
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template <typename T>
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class RemovePointer<T*> // 祖传牛皮藓,专治各类指针
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{
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public:
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typedef T Result;
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};
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void Foo()
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{
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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。
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std::cout << x << std::endl;
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}
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```
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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:
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``` C++
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// ...
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// TypeToID 的其他代码,略过不表
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// ...
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template <typename T> // 嗯,需要一个T
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class TypeToID<T*> // 我要对所有的指针类型特化,所以这里就写T*
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{
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public:
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typedef T SameAsT;
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static int const ID = 0x80000000; // 用最高位表示它是一个指针
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};
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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
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class TypeToID<int*> // 嗯,对int*的特化。在这里呢,要把int*整体看作一个类型。
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{
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public:
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static int const ID = 0x12345678; // 给一个缺心眼的ID
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};
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void PrintID()
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{
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cout << "ID of int*: " << TypeToID<int*>::ID << endl;
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}
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```
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嗯,这个时候它会输出0x12345678的十进制(大概?)。
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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。
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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。
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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。
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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。
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###2.3 函数模板的重载、参数匹配、特化与部分特化
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###2.4 技巧单元:模板与继承
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