现以一个求和函数 Sum 为例,用 C++ Template 可写如下:
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template<class T, class R> R Sum(const T *array, int n) { R sum = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) sum += i; return sum; } |
如果不是内置类型,该模板隐式地需要 有R R::operator+=(T)运算符可用。
三种使用 C 语言模拟C++的模板的方法
1. 使用函数指针作为 Functor 替换者
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struct AddClass { Void (*add)(char* r1, const char* r2); Int elemSize; Char sum[MAX_ELEM_SIZE]; }; void Sum(struct AddClass* self, const char* array, int n) { int i; for (i = 0; i < n; ++i) self->add(self->sum, array + i*self->elemSize); } // 使用时: // ….. Void AddInt(char* r1, const char* r2) { *(long*)r1 += *(int*)r2; } AddClass addClass = {AddInt, 2, 0 }; Int array[100]; Read(array); Sum(&addClass, array, 100); // ….. |
2. 用宏作为Functor的替换者
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#define GenSumFun(SumFunName, Add, RetType, ElemType) \ RetType SumFunName (const ElemType *array, int n) { \ RetType sum = 0; int i; \ for (i = 0 ; i < n ; ++i) Add(sum, i); \ return sum; \ } // 使用时: #define AddInt(x, y) ((x) += (y)) GenSumFun(SumInt, AddInt, long, int) // ….. int array[100]; Read(array); long sum = SumInt(array, 100); // ….. |
3. 所有可替换参数均为宏
至少需要一个额外的文件(实现文件)为 impsum.c
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/* impsum.c */ RetType FunName(const ElemType *array, int n) { RetType sum = 0; int i; for (i = 0 ; i < n ; ++i) Add(sum, i); return sum; } // 使用时: #undef RetType #undef FunName #undef ElemType #undef Add #define AddInt(x, y) ((x) += (y)) #define RetType long #define FunName SumInt #define ElemType int #define Add AddInt #include impsum.c ….. int array[100]; Read(array); long sum = SumInt(array, 100); ….. |
总结:
第一种方法,易于跟踪调试,但是效率低下,适用于对可变函数(函数指针)的效率要求不高,但程序出错的可能性较大(复杂),模板函数(Sum)本身很复杂,模板参数也比较复杂(add)的场合。
第二种方法,效率高,但很难跟踪调试,在模板函数和模板参数本身都很复杂的时候更是如此。
第三种方法,是我最近几天才想出的,我认为是最好的,在模板参数(Add)比较复杂时可以用函数(第二种也可以如此),简单时可以用宏,并且,易于调试。在模板函数本身很复杂,而模板参数比较简单时更为优越。但是,可能有点繁琐。
一般情况下,没有必要做如此劳心的工作,一切交给编译器去做就行了。但是本人在开发一个文件系统时,由于是基于一种少见的平台,没有可用的C++编译器,有几个函数,除了其中的类型不同(uint16和uint32),和几个可参数化的宏不同,其它地方完全相同,而函数本身很复杂(两百多行代码)。Copy出几个完全类似的函数副本,维护起来特别烦人。非常需要如此的编程模式,故此,分享出来,大家共同探讨。