不使用模板参数的 C++ 模板类方法

Posted 2023-02-21

【中文标题】不使用模板参数的 C++ 模板类方法

【英文标题】：C++ Template class methods that do not use template parameter

【发布时间】：2014-11-12 01:23:19

【问题描述】：

我有一个具有 M 个方法的类，并且只有一个方法对 std::array 执行只读操作。其余的 M-1 方法不使用 std::array。代码如下。假设我不能打破这个班级。

我的担忧是：

这段代码有点难看，因为如前所述，只有一种方法使用参数 N。 如果我用不同的 N 实例化 Bar 100 次，那代码不会膨胀吗？就像我说的，只有 1 种方法使用参数 N，但我的理解是，我将获得 99*(M-1) 个有效相同方法的额外副本。

话虽如此，使用向量或 C 数组来避免模板是标准的吗？我会牺牲任何潜在的性能吗？

//bar.h
template<int N>
class Bar

  public:
    Bar(const std::array<Foo, N>& arr);
    void method_one();
    void method_two();
    void method_three();
    ...
  private:
    const std::array<Foo, N> arr_;
;

template<int N> Bar<N>::Bar(const std::array<Foo, N>& arr) :
  arr_(arr)
  

template<int N> void Bar<N>::method_one()

   //....


template<int N> void Bar<N>::method_two()

   //....


//etc

【问题讨论】：

如果您从不访问模板参数依赖类型，为什么还要选择它？

我想向类构造函数传递一个 std::array 并将它的副本存储为类成员。

其他函数是否访问该成员？如果没有，您可以使用继承。

您可以假设访问该成员的方法很少（上面我以 M 中的 1 个为例）。继承可能会解决这个问题，但听起来像是 hack。

这并不是真正的 hack，它也在标准库中完成（即使我们只看标准对 <iostream> 的描述，更不用说任何实现的作用了）。

【参考方案1】：

首先，您的编译器可能（或可能被诱导）折叠相同的函数，即使它们具有不同的签名。 这是否合法（以及如何强制），请参见此处：

Do distinct functions have distinct addresses?Is an implementation allowed to site two identical function definitions at the same address, or not?

接下来，如果您的模板成员独立于模板参数，请考虑将它们移至基类：

class Bar_base 
    // Move everything here not dependent on template-arguments.
    // Can be done multiple times if useful

template<int N> class Bar : public Bar_base 
    // Everything dependent on `N`, and maybe some using-declarations
    //  for proper overloading

标准库的所有实现都广泛使用它，如果您查看<iostream>，它甚至被编入标准。

【参考方案2】：

如果只有构造函数使用 std::array<...> 您可以将模板类转换为具有模板构造函数的标准类。此外，我希望编译器足够聪明，不会复制 100 多个对 N 没有任何依赖关系的代码片段。

class Bar

  public:
    template<int N>
    Bar(const std::array<Foo, N>& arr);
...
...

编辑：废话！！这似乎无法编译......它适用于像

这样的参数

class Bar 
public:
 template<int N>
 Bar(const int (& a)[N]);

【讨论】：

类成员arr_呢？我该如何申报？

我一起错过了 arr_。而且我的方法似乎甚至无法使用 std::array<...> 进行编译，尽管我经常将它用于固定大小的数组...叹息。