《C++Template》学习笔记——模板实战

本文主要是介绍《C++Template》学习笔记——模板实战，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

模板是位于宏和普通（非模板）声明之间的一种构造

1、包含类型

1.1、链接器错误

一般情况下，我们会这样组织非模板代码：

（1）类的声明放在头文件中

（2）全局变量和（非内联）函数，只有声明在头文件中，定义在.cpp文件中。

但是对于模板却不能这样做，会产生链接错误，示例如下所示：

cat myfirst.hpp
#ifndef MYFIRST_HPP
#define MYFIRST_HPP

// declaration of template
template<typename T>
void printTypeof (T const&);

#endif // MYFIRST_HPP

cat myfirst.cpp
#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include "myfirst.hpp"

// implementation/definition of template
template<typename T>
void printTypeof (T const& x)
{
std::cout << typeid(x).name() << '\n';
}

cat myfirstmain.cpp
#include "myfirst.hpp"

// use of the template
int main()
{
double ice = 3.0;
printTypeof(ice); // call function template for type double
}

编译命令及输出结果如下：

g++ -g -o myfirstmain myfirstmain.cpp
/tmp/ccJn91Ax.o: In function `main':
/home/MyWorkspace/study/myfirstmain.cpp:7: undefined reference to `void printTypeof<double>(double const&)'
collect2: error: ld returned 1 exit status

事实上，这个错误的原因在于：函数模板printTypeof()的定义还没有被实例化。为了使模板真正得到实例化，编译器必须知道：应该实例化哪个定义以及要基于哪个模板实参来进行实例化。遗憾的是，这两部分信息位于分开编译的不同文件里面。因此，当我们的编译器看到printTypeof()调用，但还没看到基于double实例化的函数定义的时候，它只是假设在别处提供了这个定义，并产生一个指向该定义的引用。另一方面，当编译器处理文件myfirst.cpp的时候。它并没有指出：编译器必须基于特定实参对所包含的模板定义进行实例化。

1.2、头文件中的模板

对于上面的问题，可以通过把定义和声明放在一起来解决，如下所示：

cat myfirst.hpp
#ifndef MYFIRST_HPP
#define MYFIRST_HPP

#include <iostream>
#include <typeinfo>

template<typename T>
void printTypeof (T const& x)
{
std::cout << typeid(x).name() << '\n';
}

#endif // MYFIRST_HPP

cat myfirstmain.cpp
#include "myfirst.hpp"

// use of the template
int main()
{
double ice = 3.0;
printTypeof(ice); // call function template for type double
}

编译命令如下：

g++ -g -o myfirstmain myfirstmain.cpp

我们称模板的这种组织方式为包含模型，包含模型明显增加了包含头文件myfirst.hpp的开销，这也正是包含模型最大的不足之处。在例子中，主要的开销并不是取决于模板定义本身的大小，而在于模板定义中所包含的那些头文件的大小，在实际应用中，大大增加了编译复杂程序所耗费的时间。

从包含模型得出的另一个结论是：非内联函数模板与“内联函数和宏”有一个很重要的区别，那就是非内联函数模板在调用的位置并不会被展开，而是当他们基于某种类型实例化之后，才产生一份新的（基于该类型的）函数拷贝。

2、显式实例化

显式实例化指示符，由关键字template和紧接其后的我们所需要实例化的实体的声明组成

template void print_typeof<double>(double const&); 

3、分离模型

导出模板（exporting template）

3.1关键字export

在一个文件里面定义模板，并在模板的定义和声明的前面加上export关键字，示例如下：

#ifndef MYFIRST_HPP
#define MYFIRST_HPP

export template<typename T> void print_typeof(T const&);
#endif

使用模板的位置和模板定义的位置可以在两个不同的翻译单元中，export关键字不能和inline关键字一起使用，如果用于模板的话，export要位于关键字template的前面.

在应用分离模型的最后，实例化过程需要处理两个位置：模板被实例化的位置和模板定义出现的位置。虽然这两个位置在源代码中看起来是完全分离的，但系统却为这两个位置建立了一些看不见的耦合

这篇关于《C++Template》学习笔记——模板实战的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！