"C++ Templates 全览 - 侯捷/荣耀/姜宏译"
这篇描述主要探讨了C++模板(templates)的相关知识点,包括模板的声明、定义、使用及其在编程中的重要性。以下是详细解释:
1. **模板声明与定义**:
- 在 `(1)` 处,我们看到一个模板类 `C` 的声明,这被称为前置声明(forward declaration),编译器只知道这是一个模板,但不知道它的具体实现。
- `(2)` 表示可以声明 `C<int>` 类型的指针,即使 `C<int>` 的定义尚未给出。这是模板的一个特性,允许声明模板实例而不必立即定义。
- `(4)` 给出了 `C` 类模板的完整定义,包括成员函数 `f()`。
2. **模板的使用**:
- `(5)` 函数 `g` 的参数 `C<int>& c` 只需要模板的声明,因为这里的调用不涉及模板的具体实现。
- `(6)` 当调用 `c.f()` 时,编译器需要知道 `C<int>` 的完整定义,以确保 `f()` 成员存在且可以访问。
3. **模板实例化与大小需求**:
- 创建 `C<void>` 类型的对象或指针,如 `(C<void>* p = new C<void>;)`,需要模板的实例化,以便编译器确定对象的大小。
- 对于空模板实例(如 `C<void>`),虽然大小不变,但编译器仍然需要知道完整的定义,以验证是否存在默认构造函数以及避免私有 `operator new` 和 `operator delete`。
4. **模板的重载解析(Overload Resolution)**:
- C++的重载决议机制可能涉及到模板的成员,即便在代码中没有明确使用,因此在某些情况下,编译器需要了解模板的所有细节。
5. **C++泛型编程与模板的关系**:
- 泛型编程是C++中的重要技术,模板是其实现的关键工具。
- 除了基本的模板使用,还有许多高级概念如友元注入(FriendNameInjection)、递归模板模式(CuriouslyRecurringTemplatePattern)、模板模板参数(TemplateTemplateParameters)等。
- 特殊设计如元组(Tuples)、模板特化(Traits Templates)、表达式模板(Expression Templates)和类型函数(Type Functions)等,这些都是深入理解C++泛型编程需要掌握的。
6. **模板参数推断(Template Argument Deduction)**:
- 当调用模板函数或成员函数时,编译器会自动推断模板参数的值,这一过程称为模板参数推断。
- 模板重载(Template Overloading)是另一种关键特性,允许创建具有相同名称但参数列表不同的函数。
7. **学习资源**:
- 提到的书籍如《C++Templates-TheCompleteGuide》提供了全面的模板和泛型编程知识,包括语言语法、语义、应用实践和专家建议。
C++模板是强大的泛型编程工具,它们允许编写通用代码,提高代码复用性和效率。理解和掌握模板的声明、定义、实例化以及与其相关的高级概念,对于成为熟练的C++开发者至关重要。