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增加了1.3节(整型也可以作为模板参数)和1.4节(模板语法功能和形式的统一)。

Wu Ye vor 11 Jahren
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480d599cb9
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  1. 27 1
      CppTemplateTutorial.cpp
  2. 91 10
      ReadMe.md

+ 27 - 1
CppTemplateTutorial.cpp

@@ -1,7 +1,8 @@
 #include "stdafx.h"
 #include <vector>
+#include <cstdint>
 
-#define WRONG_CODE_ENABLED 1
+#define WRONG_CODE_ENABLED 0
 
 // 0. Basic Form
 namespace _0
@@ -92,6 +93,31 @@ namespace _1_2_2
 // 1.3 Instanciating 2
 namespace _1_3
 {
+	template <int i> class A 
+	{
+	public:
+		void foo()
+		{
+		}
+	};
+	template <uint8_t a, typename b, void* c> class B {};
+	template <void (*a)()> class C {};
+	template <void (A<3>::*a)()> class D {};
+	template <float a> class E {};
+	void foo()
+	{
+		A<5> a;
+		B<7, A<5>, nullptr> b;
+		C<&foo> c;
+		D<&A<3>::foo> d;
+#if WRONG_CODE_ENABLED
+		int x = 3;
+		A<x> b;
+#endif
+	}
+
+
+
 	template <typename T>
 	class ClassB
 	{

+ 91 - 10
ReadMe.md

@@ -69,7 +69,7 @@ template <typename T> class ClassA
 void foo(int a);
 ```
 
-`T`则可以类比为函数形参`a`,这里的“模板形参”`T`,也同函数形参一样取成任何你想要的名字;`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`,它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。
+`T`则可以类比为函数形参`a`,这里的“模板形参”`T`,也同函数形参一样取成任何你想要的名字;`typename`则类似于例子中函数参数类型`int`,它表示模板参数中的`T`将匹配一个类型。除了 `typename` 之外,我们再后面还要讲到,整型也可以作为模板的参数。
 
 在定义完模板参数之后,便可以定义你所需要的类。不过在定义类的时候,除了一般类可以使用的类型外,你还可以使用在模板参数中使用的类型 `T`。可以说,这个 `T`是模板的精髓,因为你可以通过指定模板实参,将T替换成你所需要的类型。
 
@@ -197,7 +197,7 @@ void vector::clear()
 因此,在成员函数实现的时候,必须要提供模板参数。此外,为什么类型名不是`vector`而是`vector<T>`呢?
 如果你了解过模板的偏特化与特化的语法,应该能看出,这里的vector<T>在语法上类似于特化/偏特化。实际上,这里的函数定义也确实是成员函数的偏特化。特化和偏特化的概念,本文会在第二部分详细介绍。
 
-最终,正确的成员函数实现如下所示:
+综上,正确的成员函数实现如下所示:
 
 ``` C++
 template <typename T>		// 模板参数
@@ -363,8 +363,7 @@ float a = GetValue(0);	// 出错了!
 int b = GetValue(1);	// 也出错了!
 ```
 
-为什么会出错呢?你仔细想了想,原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候,返回值被谁接受还不知道呢。
-如下修改后,就一切正常了:
+为什么会出错呢?你仔细想了想,原来编译器是没办法去根据返回值推断类型的。函数调用的时候,返回值被谁接受还不知道呢。如下修改后,就一切正常了:
 
 ``` C++
 float a = GetValue<float>(0);
@@ -373,14 +372,14 @@ int b = GetValue<int>(1);
 
 嗯,是不是so easy啊?嗯,你又信心满满的做了一个练习:
 
-你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`,顾名思义,执行的是C风格的转换。然后出于方便起见,你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。
-于是你写了一个use case。
+你要写一个模板函数叫 `c_style_cast`,顾名思义,执行的是C风格的转换。然后出于方便起见,你希望它能和 `static_cast` 这样的内置转换有同样的写法。于是你写了一个use case。
 
 ``` C++
 DstT dest = c_style_cast<DstT>(src);
 ```
 
 根据调用形式你知道了,有 `DstT` 和 `SrcT` 两个模板参数。参数只有一个, `src`,所以函数的形参当然是这么写了: `(SrcT src)`。实现也很简单, `(DstT)v`。
+
 我们把手上得到的信息来拼一拼,就可以编写自己的函数模板了:
 
 ``` C++
@@ -399,8 +398,7 @@ float i = c_style_cast<float>(v);
 error C2783: 'DstT _1_2_2::c_style_cast(SrcT)' : could not deduce template argument for 'DstT'
 ```
 
-然后你仔细的比较了一下,然后发现 … 模板参数有两个,而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。
-这个时候,你死马当活马医,把模板参数写完整了:
+然后你仔细的比较了一下,然后发现 … 模板参数有两个,而参数里面能得到的只有 `SrcT` 一个。结合出错信息看来关键在那个 `DstT` 上。这个时候,你死马当活马医,把模板参数写完整了:
 
 ``` C++
 float i = c_style_cast<float, int>(v);
@@ -409,7 +407,8 @@ float i = c_style_cast<float, int>(v);
 嗯,很顺利的通过了。难道C++不能支持让参数推导一部分模板参数吗?
 
 当然是可以的。只不过在部分推导、部分指定的情况下,编译器对模版参数的顺序是有限制的:先写需要指定的模板参数,再把能推导出来的模板参数放在后面。
-在这个例子中,能推导出来的是 `SrcT`,需要指定的是 `DstT`。于是你把函数模板写成:
+
+在这个例子中,能推导出来的是 `SrcT`,需要指定的是 `DstT`。把函数模板写成下面这样就可以了:
 
 ``` C++
 template <typename DstT, typename SrcT> DstT c_style_cast(SrcT v)	// 模版参数 DstT 需要人肉指定,放前面。
@@ -421,9 +420,91 @@ int v = 0;
 float i = c_style_cast<float>(v);  // 形象地说,DstT会先把你指定的参数吃掉,剩下的就交给编译器从函数参数列表中推导啦。
 ```
 
-
 ###1.3 整型也可是Template参数
 
+模板参数除了类型外(包括基本类型、结构、类类型等),也可以是一个整型数(Integral Number)。这里的整型数比较宽泛,包括布尔、不同位数、有无符号的整型,甚至包括指针。我们将整型的模板参数和类型作为模板参数来做一个对比:
+
+``` C++
+template <typename T> class TemplateWithType;
+template <int      V> class TemplateWithValue;
+```
+
+我想这个时候你也更能理解 `typename` 的意思了:它相当于是模板参数的“类型”,告诉你 `T` 是一个 `typename`。
+
+按照C++ Template最初的想法,模板不就是为了提供一个类型安全、易于调试的宏吗?有类型就够了,为什么要引入整型参数呢?考虑宏,它除了代码替换,还有一个作用是作为常数出现。所以整型模板参数最基本的用途,也是定义一个常数。例如这段代码的作用:
+
+``` C++
+template <typename T, int Size> struct Array
+{
+	T data[Size];
+};
+
+Array<int, 16> arr;
+```
+
+便相当于下面这段代码:
+
+``` C++
+class IntArrayWithSize16
+{
+	int data[16];			// int 替换了 T, 16 替换了 Size
+};
+
+IntArrayWithSize16 arr;
+```
+
+其中有一点要注意的是,因为模板的匹配是在编译的时候完成的,所以实例化模板的时候所使用的参数,也必须要在编译期就能确定。例如以下的例子编译器就会报错:
+
+``` C++
+template <int i> class A {};
+
+void foo()
+{
+	int x = 3;
+	A<5> a;			// 正确!
+	A<x> b;			// error C2971: '_1_3::A' : template parameter 'i' : 'x' : a local variable cannot be used as a non-type argument
+}
+```
+因为x不是一个编译期常量,所以 `A<x>` 就会告诉你,x是一个局部变量,不能作为一个模板参数出现。
+
+嗯,这里我们再写几个相对复杂的例子:
+
+``` C++
+template <int i> class A 
+{
+public:
+	void foo(int)
+	{
+	}
+};
+template <uint8_t a, typename b, void* c> class B {};
+template <bool, void (*a)()> class C {};
+template <void (A<3>::*a)(int)> class D {};
+
+template <int i> int Add(int a)	// 当然也能用于函数模板
+{
+	return a + i;
+}
+
+void foo()
+{
+	A<5> a;
+	B<
+		7, A<5>, nullptr, false
+	>				b;	// 模板参数可以是一个无符号八位整数,可以是模板生成的类;可以是一个指针。
+	C<false, &foo>  c;	// 模板参数可以是一个bool类型的常量,甚至可以是一个函数指针。
+	D<&A<3>::foo>   d;	// 丧心病狂啊!它还能是一个成员函数指针!
+	int x = Add<3>(5);	// x == 8。因为整型模板参数无法从函数参数获得,所以只能是手工指定啦。
+}
+
+template <float a> class E {};		// ERROR: 别闹!早说过只能是整数类型的啦!
+```
+
+###1.4 模板形式与功能是统一的
+第一章走马观花的带着大家复习了一下C++ Template的基本语法形式,也解释了包括 `typename` 在内,类/函数模板写法中各个语法元素的含义。形式是功能的外在体现,介绍它们也是为了让大家能理解到,模板之所以写成这种形式是有必要的,而不是语言的垃圾成分。
+
+从下一章开始,我们便进入了更加复杂和丰富的世界:讨论模板的匹配规则。其中有令人望而生畏的特化与偏特化。但是,请相信我们在序言中所提到的:将模板作为一门语言来看待,它会变得有趣而简单。
+
 ## 2.  模板世界的If-Then-Else:特化与偏特化
 ###2.1 类模板的匹配规则:特化与部分特化
 ###2.2 函数模板的重载、参数匹配、特化与部分特化