關於《C++ Templates》

陽光守望者發表於2013-06-26
C++

最近買了《C++ Templates》來看，書最開始部分闡述了關於此書的一些程式設計風格。本人感覺非常好，有些地方之前一直容易搞混，這裡卻講述的很清楚。例如：

關於下面幾種風格的程式碼：

void foo(const int &x);
void foo(const int& x);
void foo(int const &x);
void foo(int const& x);

對於上面四種用法，差別雖然不是很大，但是我們更傾向於使用int const，而不是const int。

主要原因：1、關於“恆定不變部分”指的是const限定符前面的部分。

記住這句話，相信諸如此類：int* const book_mark; 和 int const* book_mark; const int* book_mark; 的含義就不會搞錯了。

2、使用模板時一個很常用的語法替換原則。例如：

 

typedef char* CHARS;
typedef CHARS const CPTR;  //指向char型別的常量指標,即指標不能改變

 

當我們用CHARS進行替換後，第2個宣告的含義是不變的：

typedef char* const CPTR;

然而，如果我們把const放在它所限定的型別的前面，那麼這個原則就不再適用了。考慮如下：

typedef char* CHARS;
typedef const CHARS CPTR;   //指向char型別的常量指標，即指標不能改變

如果我們替換CHARS後，第2個宣告將導致不同的含義：

typedef const char* CPTR;   //指向常量char型別的指標

另外，對於本書的的前兩章，下面列了幾點重要的結論：

  • 模板在編譯期間被編譯了兩次，分別發生在：

1、例項化之前，先檢查模板程式碼之前，檢視語法是否正確；在這裡會發現錯誤的語法，如遺漏分號等。

2、在例項化期間，檢查模板程式碼，檢視時候所有的呼叫都有效。在這裡會發現無效的呼叫，如該例項化型別不支援某些函式的呼叫等。

  • 實參演繹時，不允許進行自動型別轉換；每個T都必須正確地匹配。如：
template<typename T>
inline T const& max(T const& a, T const& b);

max(4, 7);    //OK:兩個實參的型別都是int
max(4, 4.2)   //ERROR:第一個T是int，而第2個T是double

對於上面的錯誤，有三種方法可以解決：

1、對實參進行強制型別轉換，使它們可以互相匹配：

max( static_cast<double>(4), 4.2)   //OK

2、顯式指定(或者限定)T的型別：

max<double>(4, 4.2)   //OK

3、指定兩個引數可以具有不同的型別。

下面從書中摘取了兩個例子，程式碼比較簡單，如下所示：

1、函式模板過載的例子。

/**********************************************************
*   @filename: C++ templates example: function overloading
*   @author: JackyLiu
*   @data: 2013.6.25
***********************************************************/

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>

//求兩個任意型別值的最大值/////////////////////////////
template <typename T>
inline T const& max(T const& a, T const& b)
{
    return a < b ? b : a;
}

//求兩個指標所指向值的最大值///////////////////////////
template<typename T>
inline T const& max(T* const& a, T* const& b)
{
    return *a < *b ? *b : *a;
}

//求兩個C字串的最大者////////////////////////////////
inline char const* const& max(char const* const& a,
    char const* const& b)
{
    return std::strcmp(a,b) < 0 ? b : a;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 7;
    int b = 42;
    std::cout<< ::max(a, b)<< std::endl;   //max()求兩個int值的最大值

    std::string s = "hey";
    std::string t = "you";
    std::cout<< ::max(s,t)<< std::endl;    //max()求兩個std::string型別的最大值

    int *p1 = &b;
    int *p2 = &a;
    std::cout<< ::max(p1,p2)<< std::endl;   //max()求兩個指標所指向值得最大者

    char const* s1 = "David";
    char const* s2 = "Nico";
    std::cout<< ::max(s1, s2)<< std::endl;  //max()求兩個c字串的最大值

    int i;
    std::cin>> i;
}

2、類别範本的例子：

stack3.hpp

#include <vector>
#include <stdexcept>

/**
*    預設模板實參
*/
template<typename T, typename CONT = std::vector<T> >
class Stack
{
private:
    CONT elems;
public:
    void push(T const&);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const
    {
        return elems.empty();
    }
};

template<typename T, typename CONT>
void Stack<T, CONT>::push(T const& elem)
{
    elems.push_back(elem);
}

template<typename T, typename CONT>
void Stack<T, CONT>::pop()
{
    if(elems.empty())
        throw std::out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
    elems.pop_back();
}

template<typename T, typename CONT>
T Stack<T, CONT>::top() const
{
    if(elems.empty())
        throw std::out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
    return elems.back();
}

main.cpp

/*******************************************************************
*   @filename: the implementation of the class template of stack
*   @author: JackyLiu
*   @date: 2013.6.25
********************************************************************/

#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
#include <cstdlib>
//#include "stack1.hpp"
#include "stack3.hpp"

int main(int argc, char *argv[])
{
    /*********************************************************************
    try
    {
        Stack<int> intStack;  //元素型別為int的棧
        Stack<std::string> stringStack;  //元素型別為字串的棧

        //使用int棧
        intStack.push(7);
        std::cout << intStack.top() << std::endl;

        //使用string棧
        stringStack.push("hello");
        std::cout << stringStack.top() << std::endl;
        stringStack.pop();
        stringStack.pop();
    }
    catch(std::exception const& ex)
    {
        std::cerr << "Exception: " << ex.what() << std::endl;

        int i;
        std::cin >> i;

        return EXIT_FAILURE;    //程式退出，且帶有ERROR標記
    }
    */

    try
    {
        //int棧
        Stack<int> intStack;

        //double棧，它使用std::deque來管理元素
        Stack<double, std::deque<double> > dblStack;

        //使用int棧
        intStack.push(7);
        std::cout << intStack.top() << std::endl;
        intStack.pop();

        //使用double棧
        dblStack.push(42.42);
        std::cout << dblStack.top() << std::endl;
        dblStack.pop();
        dblStack.pop();
    }
    catch(std::exception const& ex)
    {
        std::cerr << "Exception: " << ex.what() << std::endl;

        int i;
        std::cin >> i;

        return EXIT_FAILURE;   //退出程式，且有ERROR標記
    }
}

 

 

 

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