chap1 C++泛型技术基础--模板 #STL

0 缘起

• 有一点编程经验和积累，想系统的学习下STL，以前都是随意做的笔记，现在想着成主题的输出一下。

• 书的原型是ISBN:9787302421757 《C++泛型STL原理和应用》，是从图书馆借的国内大学教材，先把这个读完了，如果有可能的话，就在相应的章节再写一个plus版本。

1 内容

1.1 泛型和模板

1.1.1 泛型的概念

• 泛型（generic type）：就是一种通用类型。

• T max( T x, T y) {} //这里T是类型占位符。

1.1.2 C++模板及其定义

• 模板：除了需要声明类型占位符之外，其它内容应与目标实体代码完全相同。 声明一个模板时，需在实体代码前面，加一条说明语句。前面是template关键字。

  • 函数模板

    • template<typename T, typename R, typename S> T max(R x, S y){}

  • 类模板

    • 在声明语句前加 template<typename T>

1.1.3 几点说明和小结

• template<typename T> 早期也写成 template<class T>，但不支持这么写

• C++11和14中，给关键字 auto 增加了新的语义，同时增加了 decltype表达式

  • auto关键字是为自动推导数据类型所设 auto i=100;

  • 之前auto只对系统的内置数据推荐有效，现在利用编译器的类型记忆能力，可以记住自定义的类型。

  • 变量类型难以确定的问题主要出现在函数的返回值上，因此函数的返回值类型的位置常常会出现auto关键字，称为 auto返回值占位

  • auto Multiply(T t, U u)->decltype(t*u) {return t*u;}

• 把auto看做数据类型的话，auto其实也可以算一种泛型，不过它无须关键字typename声明。

• C++新标准引入了变量模板的概念。pi<T> 【作者没有介绍更多，可以翻看C++11】

1.2 关于模板参数

1.2.1 模板参数的种类

• 类型参数

  • 以类模板作为函数实参的例子 MyTest<Test1<int>>TT;

• 非类型参数

  • template <typename T，/*类型参数*/ int b/*非类型参数*/>

• 模板定义型参数

  • C++也允许以类模板的定义作为类模板参数

    • 需要的目的： 除了强调这个参数的实参必须为类模板之外，还强调这个类模板所具有的参数个数。

1.2.2 模板形参和实参的结合

• 函数模板实参的隐式提供

  • add<int>(45,46); 直接变成 add(45,46);

• 指针实参

  • 在C++中，指针被看作一种数据类型。

  • 见具体的代码； 【作者没有描述，我还没太懂这部分】

• 修饰字const和&的使用

  • 见具体的代码示例； 【没见过具体的应用场景】

1.3 特化模板和模板具现规则

1.3.1 特化(特列化)模板

• 特化(特列化)模板：为有特殊算法要求的数据类型另行编写模板

  • 通用模板：门票10块

  • 特化模板：学生和老人半价

• 函数模板中的特化模板

  • 在实体代码前加以下声明 tmplate<>

• 类模板的特化和偏特化

  • 偏特化：只特化参数中的某一个或某几个

  • 偏特化模板的写法 template<typename T2> struct Test<int,T2>{}

  • 全特化模板的写法 template<> struct Test<int,float>{}

1.3.2 模板的具现

• 因为有了以上泛型模块的共存，编译器就需要选择一个生成实体模块代码，就有了规则。

• 具体的优先顺序

  • 特化模板（函数或类）

  • 偏特化模板（函数或类）

  • 普通模板（函数或类）

  • 系统

1.4 右值引用和模板

• 转移语义是C11推出的新概念和新技术。

1.4.1 右值引用

• 右值： 只能出现在赋值运算符右边。仅能代表数据；匿名，无固定地址的对象。

• 左值： 既可以出现在赋值运算符左边，又可以出现在赋值运算符右边。有名字，有固定地址的表达式

• 右值引用

  • C11之前有两种表示方式 T& 别名 = lvalue;//引用 和 const T& 别名 = lvalue;//常引用

  • C11之后仅定义一种：const T& 别名 = rvalue;

    • 强行为右值命名一个变量名，目的就是为延长右值生命期。

    • 右值的非常量引用 T&& 名称=rvalue;

1.4.2 右值引用的应用1--转移语义

• 深拷贝

• 浅拷贝

1.4.3 右值引用的应用2--转移函数move()

• 右值引用有好处后，左值也想利用，move的原型 T&& move(T& val);

1.4.4 右值引用的应用3--参数完美转发模板()

• 参数转发

• 1 完美转发问题的提出及解决思路

• 2 模板参数类型推导规则--引用符折叠规则

• 3 参数类型正确转发的保证--forward()函数模板

  • static_cast()：这个转换只对参数为右值时有用。

  • C++11将static_cast()封装成函数模板std::forward，于是Func(forwad<T>(a));

本章代码

别的教材相应章节

• 《C++STL开发技术导引》 chap2 C++模板技术 P39/454

  • 内容

    • 2.4 函数模板重载 P44 编译器调用规则

    • 2.5 类模板继承 P44

    • 代码到时再一起提交。

  • 问题

    • 模板和宏是什么关系？【lionel]

阅读版本与遇到的问题

• 2017-01-14两个番茄钟：1.1节理解并代码完成，1.2节刚开始看

  • C++新标准引入了变量模板的概念。pi<T> 【作者没有介绍更多，可以翻看C++11】

  • 以类模板作为函数实参的例子,简单的能看懂，但到真实应用场景中，目前还真说不好。

• 2017-01-15两个番茄钟：1.2和1.3节理解并代码完成

  • 目前这些只是知道了，还没完全记住，更不清楚应用场景。

• 2017-01-16两个番茄钟：1.4结束

  • 这部分只是按课本看了，并没有完全消化掉，需要再回来看看。

  • 是不是得结合C++11来一起翻看？【lionel】

• 2017-01-17 看了下《C++STL开发技术导引》中的chap2