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C++ templates 2nd

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C++ Templates 读书笔记-I

第一章 Function Templates

  1. C++ 中equality 和 equivalent 的区别
  • Equivalent 要求类满足”LessThanCompare”,即这两个实例可以使用”<”进行比较
  • Equality 要求满足EqualityCompareable,即可以使用”==”比较
  1. 从语意上来说，class和typename它们是Equivalent。由于class存在一定的误导性，所以推荐使用typename来声明模板参数T
  • typename 主要用于依赖于另一个模板参数的嵌套类型时进行声明,如下例：
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    template <typename param_t>
    class Foo
    {
      typedef typename param_t::baz sub_t;
    };
  • 在显式实例化模板时，必须使用class关键字
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    template class Foo<int>;
  1. 对于不同类型的实例的实现，都会根据传入的参数来对应实现
  2. 模板的二阶段检查(Two-Phase Translation)
  • 第一阶段检查： 在未生成实例的定义期，检查未使用模板参数的代码正确性
    • 语法是否有误
    • 是否使用了不发现的变量、函数名
    • static assertions 检查
  • 第二阶段检查： 在对应生成实例期间，检查依赖于模板参数的代码是否都有效。基本上，所有代码都需要经过第二阶段检查
  1. 当且仅当有一个template type时，传入的值的类型必须与第一个值的类型保持一致。如果需要类型不一致，可通过以下几种方法来处理
  • 使用staic_cast 来解决
    • Eg: max(static_cast(4),7.2); // ok
  • 使用显式声明来避免自动类型推导
    • Eg: max(4,7.2); //ok
  • 可以声明多个模板参数
  1. 在C++中，Return Type 是不能从调用者使用该调用的上下文中推断出来的，可以使用如下方法来处理return type
  • 在实例化时，通过显式指定return type
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    template <typename T>
    T max( T a, T b);
    ...
    ::max<double>(4,7.2);
  • 当定义多个template parameter时，可以通过指定第一个为return type，实例化时仅需显式指定return type就可以了
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    template <typename RT,typename T1,typename T2>
    RT max(T1 a,T2 b);
    ...
    ::max<double>(4,8.3);

  1. 在不自定义return type情况下，可以使用如下方法来决定return type:

  2. 使用auto进行类型的自动推导

  3. 使用自动推导函数 * C++ 11 版本可以使用decltype()函数，其写法如下
    auto add(T x,U y) -> decltype(x+y); * C++ 14版本可以直接使用auto类型推导，原因：C++14版本使得普通函数具备返回值推导的能力

  4. 可以使用std::common_type函数(std::common_type 推导出一个可以覆盖所有所定义类型的通用类型) * C++ 11版本使用std::common_type() * C++ 14版本使用std::common_type_t()

  5. 在实例化重载template Function 过程中，会根据参数优先匹配非模板函数，不匹配才会寻找对应的模板函数相应实现

  6. 为何使用值传递而不使用引用传递的原因

  7. 值传递语法更简单

  8. 编译器对应优化更好

  9. move语意使得拷贝更方便

  10. 有时根本没有move和copy

第二章

  1. 在class template中，使用类名但不加模板参数代表类和模板参数作为它的实际参数,如下例所示
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    template <typename T>
    class Stack {
      ...
      Stack (Stack const&);
      Stack& operator= (Stack const&);
    };
    //等价于下面的代码
    template <typename T>
    class Stack<T> {
      ...
      Stack<T> (Stack<T> const&);
      Stack<T>& operator= (Stack<T> const&);
    };
  2. C++ template 定义变量时需要注意”>”的使用
  • C++ 11版本之前，两个相邻的”>”中间需要安插一个空格
    • Eg: Stack<Stack>
  • C++ 11版本及之后的版本，都可以直接写入两个”>”而不需要空格
    • Eg: Stack<Stack>
  1. 如果想要特化一个class template，那么需要提前声明template<>和一个具有规范类型的类
  • 类将作为模板参数
  • 类型将被直接指定声明在类名中
  1. 在一些特殊情况下采用偏特化会更好
  • 与全特化基本类似，但是偏特化可以定义单个/多个参数
  • 模板参数也需要被直接指定在类名的定义中
  1. 默认class template parameters可以定义为一个容器用来管理数据
  • 也可以在main()，对于想要使用的容器进行显式指定
  1. 通用的类型别名
  • 使用关键字 typedef,用法如下
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    typedef Stack<int> IntStack; // typedef 关键字
    void foo (IntStack const& s); // s is stack of ints
    IntStack istack[10]; // istack is array of 10 stacks of ints
  • 自C++ 11版本之后，可以使用关键字using
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    using IntStack = Stack<int>;  //alias declaration
    void foo (IntStack const& s); //s is stack of ints
    IntStack istack[10];  //istack is array of 10 stacks of ints
  • IntStack 和 Stack是两个可互换符号的相同类型
  • 对于已经存在的类型，如果需要定义一个别名。推荐使用typedef,这样会使得代码可读性更好。
  • C++11之后，我们可以alias templates,用法如下
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    template <typename T>
    using DequeStack = Stack<T, std::deque<T>>;
  1. class template 参数推导会根据字符串字面来进行推导，如下例
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      Stack (T const& elem) : elems({elem}) {} // initialize stack with one elemet
      Stack stringStack = "bottom";  //Stack<char const[7]> C++17版本推导结果
    //这种写法会导致在T确定为char const[7]，将无法修改，所以应改写成
      Stack (T elem) : elems({elem}) {};
      Stack stringStack = "bottom" // Stack<char const*> C++ 17自动推导