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woaidongmao

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數據加載中……

C++ 的靜態分派技術

我們可以用不同的整數來實例化同一個模板,從而構造不同的類型,進而在編譯期執行某些抉擇。


Alexandrescu 最初設計的一個簡單的模版,現在成了泛型設計的常用手法:

template <int v>

struct Int2Type {

    enum { value  = v };

};

對于每一個不同的常整數, Int2Type 都代表不同的類型。這是因為不同的模版實例化都代表不同的類型,也就是說 Int2Type<0> Int2Type<1> 是完全不同的。

當你想根據編譯時結果來進行某些抉擇——例如選擇不同的函數——時,你可以依賴一個常整數來幫你完成分派工作,這時 Int2Type 便可以幫你是實現這個方法。

一般來說,你在下面兩個情況中需要使用 Int2Type

l          你需要根據編譯時常量來調用不同的函數

l          你需要在編譯時執行分派工作

如果是在運行時執行分派工作,你可以用 if-else switch 語句來簡單的實現。在大部分的時候,這種運行時成本都是微不足道的。但是,有時它們卻不能滿足你的要求。既是是在編譯期可以決定其分支,編譯器還是會勤勞的為你編譯其所有的分支,這也就意味著 if-else 的所有分支必須被成功編譯。有些困惑?繼續看下去:

考慮下面的情形:你設計了一個泛型容器 NiftyContainer

template <class T> class NiftyContainer {

    ...

};

NiftyContainer 容器包含指向 T 對象的指針。為了復制 NiftyContainer 中的一個對象,你可能需要調用 T 的拷貝構造函數(對于非多態類型)或者一個名為 Clone() 的虛函數(對于多態類型)。你可以通過設置一個 bool 類型的模版參數來從類的客戶手里獲得關于多態的信息。

template <class T, bool isPolymorphic> class NiftyContainer {

    // Other actions

    void DoSomething() {

       T* pSomeObj = ...;

       if(isPolymorphic) {

           T* pNewObj = pSomeObj->Clone();

           // Some polymorphic algorithm

       }

       else {

           T* pNewObj = new T(*pSomeObj);

           // Some non-polymorphic algorithm

       }

    }

};

問題在于編譯器不會讓你僥幸編譯上面的代碼。例如,如果一個多態類型沒有定義 Clone() ,那么 NiftyContainer::DoSomething 絕對不會通過編譯。盡管在編譯時我們肯定可以對于分支進行判斷,但這畢竟不是編譯器的工作,他只會勤勞的為你編譯出所有的代碼。于是當你試圖調用 NiftyContainer<int, false>::DoSomething 的時候,編譯器還是會停在 pObj->Clone() 上,并且抱怨說:“你在做什么?”

對于非多態類型分支,也有可能發生編譯錯誤。如果 T 是一個多態類型,并且把它的拷貝構造函數設定為 private 的時候(這時一個多態類的良好行為),非多態分支的 new T(*pObj) 就會發生錯誤。

你可能會想,如果編譯器可以不去理會那些不必要的分支就好了,但是看來不太可能。那么,如何是好呢?

其實,方法有很多, Int2Type 提供了一個簡潔的辦法。它可以根據 true false 來生成兩個不同的類型,而后根據 Int2Type<isPolymorphic> 評估正確的調用。

template <class T, bool isPolymorphic> class NiftyContainer {

private :

    // Other actions

    void DoSomething(T* pObj, Int2Type<true>) {

       T* pNewObj = pSomeObj->Clone();

       // Some polymorphic algorithm

    }

    void DoSomething(T* pObj, Int2Type<false>) {

       T* pNewObj = new T(*pSomeObj);

       // Some non-polymorphic algorithm

    }

public :

    void DoSomething(T* pObj) {

       DoSomething(pObj, Int2Type<isPolymorphic>());

    }

};

當你想把常整數用作一個類型的時候, Int2Type 是非常方便的。你可以傳遞一個臨時的變量來重載函數。而之所以我們可以這樣做,是因為編譯器不會去編譯沒有用到的模板函數。

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# re: C++的靜態分派技術  回復  更多評論  

2005-11-15 16:36 by christanxw
這在STL中有著廣泛的應用

posted on 2008-09-15 13:42 肥仔 閱讀(464) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++ 模板

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