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templates

由于想要對STL的具體實現有一個清楚的認識,因此在此先溫習一下關于templates的相關知識。

模版的使用,將不同類型的具體實現交給了編譯器去完成,從而實現了代碼量的縮減,以達到清晰鮮明的目的。

如有個函數

   1: template <typename Type> // this is the template parameter declaration
   2: Type max(Type tX, Type tY)
   3: {
   4:     return (tX > tY) ? tX : tY;
   5: }

當你在編譯程序時,編譯器遇到相應的調用

   1: int nValue = max(3, 7); // calls max(int, int)

那么編譯器將會對模版函數進行一次復制,并將類型改成相應的int類型,實現template instance.

   1: int max(int tX, int tY)
   2: {
   3:     return (tX > tY) ? tX : tY;
   4: }

在模版的使用中,除了具體類型可以外,還可以是表達式參數.

表達式參數可以是下面這些值:

1. 整型或是枚舉

2. 對象的指針或是引用

3. 函數的指針或是引用

4. 類成員函數的指針或是引用

如:

   1: template <typename T, int nSize> // nSize is the expression parameter
   2: class Buffer
   3: {
   4: private:
   5:     // The expression parameter controls the size of the array
   6:     T m_atBuffer[nSize];
   7:  
   8: public:
   9:     T* GetBuffer() { return m_atBuffer; }
  10:  
  11:     T& operator[](int nIndex)
  12:     {
  13:         return m_atBuffer[nIndex];
  14:     }
  15: };
  16:  
  17: int main()
  18: {
  19:     // declare an integer buffer with room for 12 chars
  20:     Buffer<int, 12> cIntBuffer;
  21:  
  22:     // Fill it up in order, then print it backwards
  23:     for (int nCount=0; nCount < 12; nCount++)
  24:         cIntBuffer[nCount] = nCount;
  25:  
  26:     for (int nCount=11; nCount >= 0; nCount--)
  27:         std::cout << cIntBuffer[nCount] << " ";
  28:     std::cout << std::endl;
  29:  
  30:     // declare a char buffer with room for 31 chars
  31:     Buffer<char, 31> cCharBuffer;
  32:  
  33:     // strcpy a string into the buffer and print it
  34:     strcpy(cCharBuffer.GetBuffer(), "Hello there!");
  35:     std::cout << cCharBuffer.GetBuffer() << std::endl;
  36:  
  37:     return 0;
  38: }

模版中類型的特例化

看一下下面這個類:

   1: using namespace std;
   2:  
   3: template <typename T>
   4: class Storage
   5: {
   6: private:
   7:     T m_tValue;
   8: public:
   9:     Storage(T tValue)
  10:     {
  11:          m_tValue = tValue;
  12:     }
  13:  
  14:     ~Storage()
  15:     {
  16:     }
  17:  
  18:     void Print()
  19:     {
  20:         std::cout << m_tValue << std::endl;;
  21:     }
  22: };

如果采用下面的例子進行調用:

   1: int main()
   2: {
   3:     using namespace std;
   4:  
   5:     // Dynamically allocate a temporary string
   6:     char *strString = new char[40];
   7:  
   8:     // Ask user for their name
   9:     cout << "Enter your name: ";
  10:     cin >> strString;
  11:  
  12:     // Store the name
  13:     Storage<char*> strValue(strString);
  14:  
  15:     // Delete the temporary string
  16:     delete strString;
  17:  
  18:     // Print out our value
  19:     strValue.Print(); // This will print garbage
  20: }

來看一下此時類的構造:

   1: Storage<char*>::Storage(char* tValue)
   2: {
   3:      m_tValue = tValue;
   4: }

可以明顯的發現m_tValue和strString指向同一塊內存空間。

采用delete將strString刪除后,使得m_tValue指向的內容也變成沒有定義的了。而上面這個類在對于int類型的時候能夠很好的實現。因此對于char*類型需要特殊對待。如下:

   1: Storage<char*>::Storage(char* tValue)
   2: {
   3:     // Allocate memory to hold the tValue string
   4:     m_tValue = new char[strlen(tValue)+1];
   5:     // Copy the actual tValue string into the m_tValue memory we just allocated
   6:     strcpy(m_tValue, tValue);
   7: }
   1: Storage<char*>::~Storage()
   2: {
   3:     delete[] m_tValue;
   4: }

整個類的特例化:

   1: template <typename T>
   2: class Storage8
   3: {
   4: private:
   5:     T m_tType[8];
   6:  
   7: public:
   8:     void Set(int nIndex, const T &tType)
   9:     {
  10:         m_tType[nIndex] = tType;
  11:     }
  12:  
  13:     const T& Get(int nIndex)
  14:     {
  15:         return m_tType[nIndex];
  16:     }
  17: };

上面這個類對于int的時候能夠很好的實現,但是遇到bool時,由于bool的信息只用一個位就能夠表示,而內存的最小存儲單元是一個字節,因此采用上述的類存儲bool的內存中有7/8是浪費的,因此采用另一種方式進行實現,構建一個新的類需要使用不用的變量名,使得使用的時候有一定的麻煩,因此采用了對整個類的特例化。

   1: template <> // the following is a template class with no templated parameters
   2: class Storage8<bool> // we're specializing Storage8 for bool
   3: {
   4: // What follows is just standard class implementation details
   5: private:
   6:     unsigned char m_tType;
   7:  
   8: public:
   9:     void Set(int nIndex, bool tType)
  10:     {
  11:         // Figure out which bit we're setting/unsetting
  12:         // This will put a 1 in the bit we're interested in turning on/off
  13:         unsigned char nMask = 1 << nIndex;
  14:  
  15:         if (tType)  // If we're setting a bit
  16:             m_tType |= nMask;  // Use bitwise-or to turn that bit on
  17:         else  // if we're turning a bit off
  18:             m_tType &= ~nMask;  // bitwise-and the inverse mask to turn that bit off
  19:     }
  20:  
  21:     bool Get(int nIndex)
  22:     {
  23:         // Figure out which bit we're getting
  24:         unsigned char nMask = 1 << nIndex;
  25:         // bitwise-and to get the value of the bit we're interested in
  26:         // Then implicit cast to boolean
  27:         return m_tType & nMask;
  28:     }
  29: };

posted on 2012-07-09 14:48 鐘謝偉 閱讀(1029) 評論(0)  編輯 收藏 引用


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