模板<unsigned int N>是什么意思？

Question

在声明模板时,我习惯使用这种代码:

template <class T>

但在这个问题中,他们使用了:

template <unsigned int N>

我查看它编译.但是这是什么意思？它是非类型参数吗？如果是这样,我们怎么能有一个没有任何类型参数的模板？

Answer 1

是的,它是一个非类型参数.您可以拥有多种模板参数

• 类型参数.
  • 类型
  • 模板(只有类和别名模板,没有函数或变量模板)
• 非类型参数
  • 指针
  • 参考
  • 积分常量表达式

你拥有的是最后一种.它是一个编译时常量(所谓的常量表达式),是整数或枚举类型.在标准中查找之后,我不得不将类模板移动到类型部分 - 即使模板不是类型.但它们被称为类型参数,目的是为了描述这些类型.您可以拥有指针(以及成员指针)和对具有外部链接的对象/函数的引用(可以链接到其他目标文件并且其地址在整个程序中是唯一的).例子:

模板类型参数:

template<typename T>
struct Container {
    T t;
};

// pass type "long" as argument.
Container<long> test;

模板整数参数:

template<unsigned int S>
struct Vector {
    unsigned char bytes[S];
};

// pass 3 as argument.
Vector<3> test;

模板指针参数(将指针传递给函数)

template<void (*F)()>
struct FunctionWrapper {
    static void call_it() { F(); }
};

// pass address of function do_it as argument.
void do_it() { }
FunctionWrapper<&do_it> test;

模板引用参数(传递整数)

template<int &A>
struct SillyExample {
    static void do_it() { A = 10; }
};

// pass flag as argument
int flag;
SillyExample<flag> test;

模板模板参数.

template<template<typename T> class AllocatePolicy>
struct Pool {
    void allocate(size_t n) {
        int *p = AllocatePolicy<int>::allocate(n);
    }
};

// pass the template "allocator" as argument. 
template<typename T>
struct allocator { static T * allocate(size_t n) { return 0; } };
Pool<allocator> test;

不能使用没有任何参数的模板.但是没有任何显式参数的模板是可能的 - 它有默认参数:

template<unsigned int SIZE = 3>
struct Vector {
    unsigned char buffer[SIZE];
};

Vector<> test;

在语法上,template<>保留用于标记显式模板特化,而不是没有参数的模板:

template<>
struct Vector<3> {
    // alternative definition for SIZE == 3
};

Answer 2

完全可以在整数而不是类型上模拟类.我们可以将模板化的值赋给变量,或者以我们可能与任何其他整数文字的方式对其进行操作:

unsigned int x = N;

实际上,我们可以创建在编译时评估的算法(来自维基百科):

template <int N>
struct Factorial 
{
     enum { value = N * Factorial<N - 1>::value };
};

template <>
struct Factorial<0> 
{
    enum { value = 1 };
};

// Factorial<4>::value == 24
// Factorial<0>::value == 1
void foo()
{
    int x = Factorial<4>::value; // == 24
    int y = Factorial<0>::value; // == 1
}

Answer 3

你基于'unsigned int'来模板化你的类.

例:

template <unsigned int N>
class MyArray
{
    public:
    private:
        double    data[N]; // Use N as the size of the array
};

int main()
{
    MyArray<2>     a1;
    MyArray<2>     a2;

    MyArray<4>     b1;

    a1 = a2;  // OK The arrays are the same size.
    a1 = b1;  // FAIL because the size of the array is part of the
              //      template and thus the type, a1 and b1 are different types.
              //      Thus this is a COMPILE time failure.
 }

Answer 4

模板类就像一个宏,只有很少的邪恶.

将模板视为宏.当您使用模板定义类(或函数)时,模板的参数将替换为类(或函数)定义.

不同之处在于参数具有"类型",并且在编译期间检查传递的值,例如函数的参数.有效的类型是常规的C++类型,如int和char.实例化模板类时,将传递指定类型的值,并在模板类定义的新副本中,此值将替换为参数名称在原始定义中的任何位置.就像一个宏.

您还可以使用参数的" class"或" typename"类型(它们实际上是相同的).使用其中一种类型的参数,您可以传递类型名称而不是值.就像之前一样,参数名称在模板类定义中的每个位置,只要您创建新实例,就会变成您传递的任何类型.这是模板类最常用的用法; 每个了解C++模板的人都知道如何做到这一点.

考虑这个模板类示例代码:

#include <cstdio>
template <int I>
class foo
{
  void print()
  {
    printf("%i", I);
  }
};

int main()
{
  foo<26> f;
  f.print();
  return 0;
}

它在功能上与使用宏的代码相同:

#include <cstdio>
#define MAKE_A_FOO(I) class foo_##I \
{ \
  void print() \
  { \
    printf("%i", I); \
  } \
};

MAKE_A_FOO(26)

int main()
{
  foo_26 f;
  f.print();
  return 0;
}

当然,模板版本的安全性和灵活性要高出十亿倍.