童话故事 --- 类模板与函数模板的实例化

摘要:函数模板的实例化,类模板的实例化,类模板和函数模板的实例化的比较

高飞狗:

Hi,黛丝!好久不见,最近可好?

黛丝:

你就别提了,烦得要死!

高飞狗:

有什么烦心事,跟我说说,看我能不帮你排忧解难?

黛丝:

历经千辛万苦,1个月内学习强国已经突破1000点大关。

高飞狗:

进步神速呀!

黛丝:

跟自己比,进步神速;可是跟别人比,落后得更神速!你说奇怪不奇怪?

高飞狗:

真够奇真够怪的!

黛丝:

高飞,你不会没事闲得无聊专程来听我诉苦的吧?

我知道你无事不登八宝殿,有什么事你就直说。

高飞狗:

还是黛姐姐您最善解人意哪!

我最近学习也变得非常刻苦,正在研究函数模板和类模板,什么显示explicit实例化,什么隐式implicit实例化,越学越晕,您能给讲解讲解吗?

黛丝:

你什么时候也变得勤奋好学起来了?

看你态度这么真诚,我就把我知道的都抖落给你吧。

黛丝:

先说函数模板的实例化。

函数模板实例化的方法有两种:隐式实例化和显式(明确)实例化。

 

隐式实例化:应用程序调用了一个既未声明又未定义的函数。编译器就到函数模板库中查找同名函数模板,根据被调用函数的入口参数和返回值,确定相匹配的函数模板,并生成一个函数实例。隐式的意思就是应用程序未明确声明或定义函数实例。

 

显式(明确)实例化:应用程序明确声明并定义了一个函数模板的实例,如下表所示。

                             

// 定义一个函数模板,返回两个数的小者   

template        

T min(const T     & a, const T & b)

{

  return (a < b) ? a : b;   

}   

显式(明确)实例化

template int     min (const int & a, const int & b);   

编译器遇到显式(明确)实例化语句,立即产生一个相应的函数实例   

 

                                     
函数模板显式(明确)实例化的写法   
   

正确写法

   
尖括号部分是关键,C++ Primer V6书中的如下写法是正确的:   

template int     min (const int & a,     const int & b); 

   

错误写法

   

C++ Primer V5书中的如下写法是错误的:

template int     min (const int & a, const int & b);   

 

                                     

函数模板显式(明确)实例化后的调用方法  

   

正确写法

   

尖括号部分是关键:

int c = min (a, b);  

   

错误写法

   
没有尖括号部分是错误的   

int c = min (a,     b);  

 

                                     

取得显式(明确)实例化函数的地址或指针  

   

正确写法

   

尖括号部分是关键,函数名称就是函数地址。函数实例的名称必须包括类型信息

auto fp = min     ; 或者auto fp = &min ;   

   

错误写法

   

没有尖括号部分是错误的

auto fp =     min; 或者auto fp = &min;   

函数实例的定义和声明

                                     

函数实例的定义和声明方法 

   

定义写法

   

template int     min (const int & a,     const int & b);

   

声明写法

   
 关键字extern 表示声明而非定义   

extern     template int min (const int & a, const int     & b);

 

编译器见到函数实例的定义,就产生一个函数实例。

编译器见到函数实例的声明,就知道了调用这个函数实例的方式,也知道这个函数已在其它地方被定义,不必产生再一个函数实例。

 

再来说类模板的实例化。

类模板只有显式(明确)实例化,无法隐式实例化。比较简单,不再累述。

把类模板和函数模板的实例化做个对比,如下图所示:

童话故事 --- 类模板与函数模板的实例化_第1张图片                                                                     

                                                                                                                                   
   

情形

   
   

编译器行为

   
   

隐式实例化函数模板

   

一定将实例代码链接进入可执行程序中,因为函数实例肯定被调用了。

   

显式实例化函数模板,但未被应用程序调用

   

实例代码不会被链接进入可执行程序中。因为未被调用,将其链接进入可执行程序中没有用。

就如同我们定义了一个普通函数,但未被任何其它函数调用,其代码不会被链接进入可执行程序中。

   
   

显式实例化函数模板,且被应用程序调用

   

一定将实例代码链接进入可执行程序中

   

实例化类模板,但应用程序未定义相应的对象

   

实例代码不会被链接进入可执行程序中。因为未定义相应的对象,将其链接进入可执行程序中没有用。

   

就如同我们定义了一个普通类,但未定义相应的对象,其代码不会被链接进可执行程序中。

   
   

实例化类模板,且应用程序定义了相应的对象

   
   

一定将实例代码链接进入可执行程序中

   

 

另外,要重点提醒的是,尤其是在MCU上开发C++应用的朋友要注意:若类的对象是局部对象或全局对象,其生命周期贯穿整个应用程序,且其构造函数在main()函数之前被调用执行,所以这些对象的构造函数不可做太多工作。

高飞:

亲爱的,你讲得太清楚了,读书效率太低下,读你以分钟胜读十年书!

黛丝:

好你个油嘴滑舌!你说要给我排忧解难的,折腾半天,谁给谁排除万难了?

 

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