作者 | 梁唐
大家好,我是梁唐。
这是EasyC++系列的第42篇,来聊聊模板显式实例化。
关于函数模板,还有一个很重要的概念,就是实例化。
我们在编写代码时,如果只是编写了函数模板本身,编译器是不会为我们生成函数的定义的。当编译器使用模板为特定的类型生成函数定义时,就会得到一个模板的实例。这个概念有点像是Python里的元类,元类的实例是另外一个类。
比如我们定义了一个函数模板:
template <typename T>
void Swap(T &a, T &b) {
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
当我们调用它,传入两个int
类型的时候,编译器就会生成一个实例,这个实例使用的类型是int
。当我们使用double
类型的参数又一次调用的时候,编译器会继续生成double
类型的实例。这个生成实例的过程是不可见的,所以被称为隐式实例化。
在早年的C++版本当中只支持隐式实例化,但现在C++允许显示实例化。也就意味着我们可以手动命令编译器创建特定的实例,比如Swap<int>()
。语法是通过<>
声明指定模板类型,并且在声明之前加上关键字template
,如:
template void Swap<int>(int, int);
这个语法看起来和显式具体化非常相似,显式具体化的写法是:
template<> void Swap<int>(int &, int &);
template<> void Swap(int &, int &);
看起来非常相似,但是含义是完全不同的。显式具体化的含义是对于某特定类型不要使用原模板生成函数,而应专门使用指定的函数定义。而显式实例化是使用之前的模板函数的定义的,只不过是手动触发编译器创建函数实例而已。
对了,我们不能同时在一个文件中,使用同一种类型的显式实例化和显式具体化,这会引起报错。
我们如果死记显式实例化的声明,的确很容易和具体化混淆。但我们可以在代码当中直接使用,直接使用的形式则要简单许多,只需要通过<>
表明类型即可。例如:
template <typename T>
T Add(T a, T b) {
return a + b;
}
int main() {
int a = 3;
double b = 3.5;
cout << Add<double>(a, b) << endl;
}
在上面这段代码当中,我们通过给Add
函数加上了<double>
来手动创建了一个接受double
类型的函数。需要注意的是,我们传入的a
是一个int
类型。所以编译器会执行强制类型转换,将它转换成double
传入。