EffectiveC++学习笔记-条款43|44

条款43 学习处理模板化基类内的名称
条款44 将与参数无关的代码抽离templates

学习处理模板化基类内的名称

背景是这样的，有两个不同的公司，然后想设计一个MessageSender，为这两个公司发送不同的消息，既支持明文发送SendClearText，也支持密文发送SendEncryptedText。一种思路是采用动态绑定的方法，定义一个BasicMessageSender，里面有两个方法，分别是发送明文和密文的虚函数，然后定义它的子类MessageSenderForCompanyA，以及MessageSenderForCompanyB，在这两个子类里面覆盖发送明文和密文的虚函数，从而达到根据不同公司发送不同消息的目的。

但这里我们想换一种思路，使用静态多态的方法来实现，静态多态就是模板的技术了，代码如下：

class CompanyA
{
public:
    void SendClearText(){}
    void SendEncryptedText(){}
};


class CompanyB
{
public:
    void SendClearText(){}
    void SendEncrypedText(){}
};

template 
class MsgSender
{
public:
    void SendClearText(){}
};

template 
class MsgSenderWithLog: public MsgSender
{
public:
    void SendClearTextWithLog()
    {
        // Logs
        SendClearText(); // 有的编译器会编不过
    }
};
int main()
{
    MsgSenderWithLog MsgSender;
    MsgSender.SendClearTextWithLog();
}

CompanyA与CompanyB有各自的发送函数，然后有一个模板类MsgSender，这个模板待确定的参数是T，可以是CompanyA或者CompanyB，这样就可以在定义MsgSender时，比如MsgSender或者MsgSender，指定到底调用的哪个公司的发送函数了，这是在编译期就可以确定下来的事情。

但现在有一个新问题，那就是我们希望在执行发送函数之前，还是加上日志比较好，这样我们就继承了MsgSender，定义了一个新类MsgSenderWithLog，在这里定义了一个新的函数SendClearTextWithLog，在这个函数里面调用了父类的SendClearText。

对于这段代码，其实思路还是挺清晰的，但问题是有的编译器会编不过这行代码（VS2008以后的版本的都是可以的，之前的版本没试），为什么？

这是因为在模板技术中存在全特化的概念，比如C公司，这个公司根本不想发送明文，也就是说它只有SendEncryptedText()接口，没有SendClearText()。为了使我们的静态多态仍然可用，我们这样定义只适用于C公司的MsgSender：

class CompanyC
{
public:
    void SendEncryptedText(){}
;

template <>
class MsgSender
{
public:
    void SendEncryptedText(){}
};

这时候如果去调用：

MsgSenderWithLog MsgSenderC;
MsgSenderC.SendClearTextWithLog(); //编译器

无法通过编译
这样编译器会报找到SendClearText()的错。正是因为有的编译器考虑到了全特化模板版本可以与普通版本不同，所以在有继承关系存在时，对直接调用父类的函数给出了不支持的error。但这个error是与编译器相关的，不是必然出现的。

为了让更多的编译器放弃这种全特化的忧虑，书上提供了三种解决方法：

方法一：

 void SendClearTextWithLog()
 {
     // Logs
     SendClearText(); // 有的编译器会编不过这段代码
 }
 改成
 void SendClearTextWithLog()
 {
     // Logs
    this->SendClearText(); // 这下能编译通过了
}
方法二：

在子类中声明using MsgSender::SendClearText;

编译器报error本质是不进行模板父类域的查找，所以这里using了父类的一个函数名，强制编译器对之进行查找。

方法三：

将SendClearText()指明为MsgSender::SendClearText()。

总结

可在derived class template内通过“this->”指涉base class templates内的成员名称，或藉由一个明白写出的“base class资格修饰符”完成。

将与参数无关的代码抽离templates

“将与参数无关的代码抽离template”，这里的参数既可以指类型，也可以是非类型，我们先来看看非类型的情况。

假定我们要为矩阵写一个类，这个矩阵的行列元素个数相等，是一个方阵，因而我们可以对之求逆运算。因为方阵的元素可以有多种类型，同时方阵的维数（方阵大小）也可以不同，像下面这样，我们使用了模板：

template <class T, size_t n>
class SquareMatrix
{
public:
    void Invert();
};

int main()
{
    SquareMatrix<int, 10> a;
    SquareMatrix<int, 5> b;
}

模板既可以指定类型，也可以指定其他参量，比如这里的size_t，用来表示方阵的维数。程序看起来是没有问题的，编译也是通过的，但从代码优化上看，还是有空间可以做的。a和b虽然都是元素为int型的方阵，但因为方阵维数不同，因而生成了两个Invert函数，这两个Invert函数的代码只是在循环个数上不同（取觉于方阵维数n），但算法思想完全是一样的。

为了防止编译器生成冗余的代码，我们可以将Invert抽离这里，变成一个以n为参数的函数，像下面这样：

class SquareMatrixBase
{
public:
    SquareMatrixBase(T* p) : DataPointer(p){}
    void Invert(size_t n){}
private:
    T* DataPointer;
};

template <class T, size_t n>
class SquareMatrix: private SquareMatrixBase<T>
{
public:
   SquareMatrix() : SquareMatrixBase(Data)
   {}
   void Invert()
   {
        SquareMatrixBase::Invert(n);
    }
private:
    T Data[n * n];
};

这里我们定义了一个BaseSquareMatrix类，这个类可以视为一个工具类，因为SquareMatrix是private继承于它的，我们把算法一致、只与维数n相关的算法函数都放在BaseSquareMatrix中，且将n作为它的Invert()函数的形参，为了使BaseSquareMatrix可以访问数据，从而求逆运算，我们声明了它的成员指针，这个指针将会在构造时指向子类的数据存储空间。

子类SquareMatrix没有大变化，只是在Invert的时候，用了一句代码就搞定了——调用父类的Invert函数，并把维数n传过去。

这样在main函数中，针对类型都是int，但矩阵维数不同的情况，Invert中生成的冗余代码非常少（只有一句话），父类也因为模板参数与维数无关，所以也只生成一份。从这个角度来看，将与参数无关的代码抽离template起到了减少代码冗余度的优化作用。

目前只是说将与类型无关的代码进行抽离（造一个父类，把算法相同的部分提取出来，放到父类），对于不同类型，其实也可以通过void*来实。比如STL，要想令我们使用list