使用模板有什么缺点？如何避免？

 

使用模板有什么缺点？如何避免？

分类： c++ 2012-08-28 09:21  93人阅读  评论(0)  收藏  举报

class 编译器 templates 2010 c

http://www.cnblogs.com/royenhome/archive/2010/11/19/1881535.html

文章来源：http://group.gimoo.net/review/82612  

  templates（模板）是节省时间和避免代码重复的极好方法，我们可以只输入一个类模板，就能让编译器实例化所需要的很多个特定类及函数。类模板的成员函数只有被使用时才会被实例化，下面就是work被实例化了4次，所以只有在每一个函数都在实际中被使用时，我们才会得到这些函数。 

确实这是一个很重要的技术，但是如果不小心，使用模板可能会导致代码膨胀。什么是代码膨胀？请看下面的例子： 
1      template <class T, int num> 
2      class A 
3      { 
4      public: 
5                void work() 

6                { static int i = 0;

7                        cout < < "work() " < <i++<< endl; 
8                        cout < < num < < endl; 
9                } 
10    }; 
11 
12    int main() 
13    { 
14              A <int, 1>v1; 
15              A <int, 2>v2; 
16              A <int, 3>v3; 
17              A <int, 4>v4; 
18              v1.work(); 
19              v2.work(); 
20              v3.work(); 
21              v4.work(); 
22              return 0; 
23    } 
类模板A取得一个类型参数T，并且它还有一个类型为int的参数，一个非类型参数（non-type parameter），与类型参数相比，虽然非类型参数不是很通用，但他们是完全合法的。在本例中，由于num的不同，代码14到17行的调用将会生成了三个A的实例，然后在18~21行又生成了不同的函数调用。 
虽然这些函数做了相同的事情（打印一个“work()”和num），但他们却有不同的二进制代码。这就是所说的由于模板导致的代码膨胀。也就是说，虽然源代码看上去紧凑而整洁，但是目标代码却臃肿而松散，会严重影响程序的运行效率。 

如何避免由于这种代码膨胀呢？有一个原则，就是把C++模板中与参数无关的代码分离出来。也就是让与参数无关的代码只有一份拷贝。对类模板A可以进行如下地修改： 

（模版类的出现，就是代替了人工拷贝的过程，但是在编译期间由编译器进行拷贝。在上面的例子中，编译器首先生成4个类，然后再产生对应的对象。很明显，work函数的功能一致，却被拷贝了四次。在下面的实现中，可以想象，也是有4个类A <int, 1>，A <int, 2>，A <int, 3>，A <int, 4>，但是这四个类都继承一个base<int>,其中派生类的work函数还是会生成4份，但是都调用了base<int>中的work函数，但是base<int>中的work函数只有一份）

1      template <class T> 
2      class Base 
3      { 
4      public: 
5                void work(int num) 
6                { 
7                        cout < < "work "; 
8                        cout < < num < < endl; 
9                } 
10    }; 
11 
12    template <class T, int num> 
13    class Derived : public Base <T> 
14    { 
15    public: 
16              void work() 
17              { 
18                      Base <T>::work(num); 
19              } 
20    }; 
21 
22    int main() 
23    { 
24              Derived <int, 1>d1; 
25              Derived <int, 2>d2; 
26              Derived <int, 3>d3; 
27            
28              d1.work(); 
29              d2.work(); 
30              d3.work(); 
31              return 0; 
32    } 

    程序中work的参数版本是在一个Base类（基类）中的。与Derived类一样，Base类也是一个类模板，但是与Derived类不一样的是，它参数化的仅仅是类型T，而没有num。因此，所有持有一个给定类型的Derived将共享一个单一的Base类。比如代码24~26行实例化的模板类都共享Base <int>模板类，从而他们的成员函数都共享Base <int>模板类中的work这个单一的拷贝。

    模板的缺点：不当地使用模板会导致代码膨胀，即二进制代码臃肿而松散，会严重影响程序的运行效率。 

    解决方法：把C++模板中与参数无关的代码分离出来。