基本类型的C++类包装器

Question

我见过/使用过的许多库都有typedef来提供可移植的,固定大小的变量,例如int8,uint8,int16,uint16等,无论平台如何,它们都是正确的大小(而c ++ 11本身就带有标题stdint. H)

最近在我正在编写的小型库中使用二进制文件i/o后,我可以看到以这种方式使用typedef以确保代码可移植的好处.

但是,如果我要输入"namespace :: uint32"而不是使用内置基本类型的麻烦,我也可以让替换尽可能有用.因此我正在考虑使用类而不是简单的typedef.

这些包装类将实现所有普通运算符,因此可以与基本类型互换使用.

例如:

int x = 0;
//do stuff

可能成为

class intWrapper {
//whatever
};

intWrapper = 0;
//do stuff

无需修改"// do stuff"中的任何代码

我正在考虑这种方法而不仅仅是typedef的原因是我已经拥有对基本类型进行操作的函数,例如

std::string numberToString(double toConvert);

std::string numberToHexString(double toConvert);

int intToXSignificantPlaces(const int& number, 
                               unsigned char numberOfSignificantPlaces);

bool numbersAreApproximatelyEqual(float tollerance);
//etc....

从语法上讲,执行以下操作会更好(并且更多oop):

intWrapper.toString();
intWrapper.toHexString();
//etc

此外,它允许我实现bigint类(int128等)并使那些和较小的(基于基本类型)使用相同的接口.

最后,每个包装器都可以有一个自己的静态实例,叫做max和min,所以int32 :: max和int32 :: min的语法很好.

但是,在我这样做之前,我想要解决一些问题(因为它主要是语法糖,并且这些类型会被使用,所以通常任何额外的开销都会对性能产生重大影响).

1)当使用someClass.operator +(),someClass.operator-()等而不是int a + int b时,是否有任何额外的函数调用开销？如果是这样,内联运算符+()会消除所有这些开销吗？

2)所有外部函数都需要基本类型,例如glVertex3f(float,float,float)不能简单地传递3个floatWrapper对象,有没有办法自动使编译器将floatWrapper转换为float？如果是这样,是否会产生性能影响？

3)是否有额外的内存开销？我理解(？)具有继承的类具有某种虚拟表指针,因此使用稍多的内存(或者仅仅用于虚函数？),但假设这些包装类不是从子类继承而不是子类,那么任何额外的内存使用使用类而不是基本类型,是吗？

4)这可能导致其他任何问题/性能影响吗？

Answer 1

1)使用someClass.operator +()时是否有任何额外的函数调用开销

不,如果函数体很小并且在标题中,它将被内联,并且没有开销

2)有没有办法自动使编译器将floatWrapper转换为float？

struct floatWrapper {
    floatWrapper(float); //implicit conversion from float
    operator float(); //implicit conversion to float.  
};

同样,如果函数的主体很小并且在标题中,它将被内联,并且没有开销

3)是否有额外的内存开销？

如果没有虚函数则不行.如果一个类声明或继承任何虚函数,则该类称为多态.如果类不是多态的,则对象不需要包含指向虚函数表的指针.此外,不允许执行对继承层次结构中的非多态类的指针/引用的dynamic_cast到指向派生类的指针/引用,因此不需要对象具有某种类型信息.

4)这可能导致其他任何问题/性能影响吗？

性能？没有.

此外,一定要执行二进制运算符不修改LHS免费功能,并重载它们支持所有相关的排列floatWrapper和float.

struct floatWrapper {
    explicit floatWrapper(float);
    operator float(); //implicit conversion to float.  
    floatWrapper operator-=(float);
};
floatWrapper operator-(floatWrapper lhs, floatWrapper rhs) 
{return lhs-=rhs;}
floatWrapper operator-(float lhs, floatWrapper rhs) 
{return floatWrapper(lhs)-=rhs;}
floatWrapper operator-(floatWrapper lhs, float rhs) 
{return lhs-=rhs;}

这是我尝试这样的事情.请注意,对于float/double/long double,您需要稍微不同的版本.