在 C++ 中做模板的另一种方法？

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C++ 中做模板的另一种方法？

【英文标题】：Another Way to do Templates in C++?

【发布时间】：2012-08-14 11:44:50

【问题描述】：

当我发现这种创建模板类的依赖于预处理器的方法时，我只是在搞砸：

#include <iostream>
#include <typeinfo>

// Is this a valid template class?
#define TEMPLATE_CLASS(T)\
class TemplateClass_ ## T\
\
private:\
    T value;\
public:\
    void print_type()\
    \
        std::cout << typeid(T).name() << std::endl;\
    \


class Sample ;

TEMPLATE_CLASS(int) obj1;
TEMPLATE_CLASS(char) obj2;
TEMPLATE_CLASS(Sample) obj3;

int main(int argc, char* argv[])

    obj1.print_type();
    obj2.print_type();
    obj3.print_type();

我简单地编译了这个：

g++ src.cpp -o main.exe

输出：

i
c
6Sample

现在，如您所见，它的工作方式与模板类几乎相同。除了一个明显的事实之外，对象只能全局声明，因为当您使用TEMPLATE_CLASS(T) 时，它实际上内联定义了一个新类，并且不能在函数中定义新类。解决方案可以是：

TEMPLATE_CLASS(float);

int main()  TemplateClass_float obj; 

无论如何，这给了我很多思考。首先，这甚至可以称为有效的泛型类吗？那么，是否可以使用它代替标准模板功能？显然，使用标准模板功能要方便得多，但我的意思是，这也可以吗？最后，C++ 标准在内部定义的模板功能是否与我对预处理器所做的类似？如果不是，这个实现和 C++ 的标准模板特性有什么区别？

【问题讨论】：

C 没有类和函数（结构内部）！！！

阅读 14 par of C++ 标准...那么，宏可以遵循所有这些规则吗？

为什么您会使用它而不是标准模板功能？你想达到什么目的？

"有什么区别："论据推演，专业化。

可能有人偶然发现了cecilsunkure.blogspot.nl/2012/08/generic-programming-in-c.html

【参考方案1】：

仅在最简单的情况下，它与模板的作用相同。尝试使用宏执行此操作：

template <class Ty> class C ;
template <class Ty> class C<Ty*> ;
template <class Ty> class C<std::vector<Ty> > ;

【参考方案2】：

你在做的不是templates，而是macros。使用宏而不是模板是一个很好的方法来射击自己。这是来自msdn的示例

//macro
#define min(i, j) (((i) < (j)) ? (i) : (j))

//template
template<class T> T min (T i, T j)  return ((i < j) ? i : j) 

以下是宏的一些问题：

编译器无法验证宏参数的类型是否兼容。宏在没有任何特殊类型检查的情况下展开。

i 和 j 参数被计算两次。例如，如果任一参数具有后增量变量，则增量执行两次。

由于宏是由预处理器扩展的，编译器错误消息将引用扩展的宏，而不是宏定义本身。此外，宏将在调试期间以展开形式显示。

【讨论】：

+1 Using macros instead of templates is a good way to shoot yourself in the leg :D

这并不能真正回答问题，因为您的宏不会创建新的类或函数。一个更符合问题的示例是：#define min(T) T min_##T(T x, T y) return (x<y)?x:y; 。这没有您列出的大部分问题，但还有其他问题。

does the template feature defined by the C++ standard internally do something similar to what I'm doing with the pre-processor?这部分我还是很好奇的。

@ApprenticeHacker：不。宏只是内联在代码中。每个使用的参数组合生成模板代码

【参考方案3】：

预处理器可用于创建宏，如果您使用的是 C，您可能会使用它来完成您所做的事情。 C++ 提供模板作为语言的一部分，因此您可以执行此操作以及更多其他操作。例如，您的宏不会是强类型的，您将错过大量编译时检查，这可能会发现预处理器永远不会发现的错误。

在几乎所有情况下都使用宏而不是模板并不是可行的方法。您的代码也将难以维护，因此难以遵循。所以，换一种说法，如果你想让你的同事少看你，并且对提到你的名字感到恼火，那就继续使用宏。 :)

【讨论】：

So, put it another way, if you want your colleagues to think less of you and get annoyed at the mention of your name, go right ahead and use macros. +1。 :D

【参考方案4】：

嗯，它混淆了类的实际类型，从而使使用函数等变得更加困难。而且您似乎不能在您的方法中使用模板递归，因为每次使用该宏时它都会定义新类。除此之外，您无法使其图灵完备，因为您无法为模板类定义异常情况。 它还缺乏定义基于值的模板类的能力：D 我认为您可以轻松列出更多问题，但这些可能是主要问题。