C 模版及其他

先寫點題外話。本來是想在本科階段寫點兒所謂的技術部落格的，可惜最後沒有實現。究其原因，不外乎懶散而已。現在也是時候付諸行動了，寫點兒東西。隨筆之類的東西我寫了不少，部落格我想還是盡量以學習技術為主吧，偶爾穿插點我個人的感悟和廢話，呵呵。好了，閒聊到此結束，開始正題。

讀了研之後決定學學c++，因此這個系列很俗套地叫作「c++學習筆記」，今天的主要討論物件是模版。我對c++並沒有完整的學習和研究，primer沒有通讀過，只是作為參考手冊在遇到問題或感興趣的章節時查閱一下，因此我的表述會有不嚴謹的地方，歡迎批評指正。

模版大家應該都不陌生

templateclass a{};

以上就是乙個最簡單的模版類。順便說點細節問題：第乙個細節是typename也可以換成class，並且更常用，但從含義上來說，typename更準確，因為模版引數可以為基本型別，而其不是class。typename還有另乙個作用，即告訴編譯器某個識別符號是乙個type，這在泛型和模版程式設計中很有用，因為在某些情況下，模版引數進行型別的動態繫結之前，編譯器不能在靜態編譯時期識別某個識別符號是否為乙個類，比如t::value_type，那麼，這是乙個type，還是乙個member function亦或者data member呢？t是乙個type，但除此之外，我們對其一無所知，它的內部構造是透明的，編譯器自然無法辨別，因此需要在之前加上typename關鍵字指明t::value_type為乙個type，這樣才能通過編譯。

第二個細節：將class換成struct也可以。大家可能認為struct只是一些資料的集合體，其實在c++裡，struct可以很複雜，複雜到什麼程度？在功能上與class沒有區別。當然，這是目前我所掌握的資訊，究竟有沒有本質區別，我可不敢打保票。乙個class和struct可能惟一的區別是預設訪問和繼承許可權，class的成員預設許可權是private，struct是public。我當然不是瞎說的，也查了些資料。在lippman的《inside the c++ object model（中譯本）》中和stroustrup（c++之父）的《the c++ programming language（中譯本）》中應該是這麼說的。stroustrup在p208 10.2.8節中明確寫道：乙個struct也就是乙個類，但其成員預設為公有的。事實上，在stl原始碼中，許多模版類是用struct宣告的

templatestruct iterator
;#if __cplusplus >= 201103l
_glibcxx_has_nested_type(iterator_category)
template::value>
struct __iterator_traits ;
templatestruct __iterator_traits<_iterator, true>
;templatestruct iterator_traits
: public __iterator_traits<_iterator> ;
#else
templatestruct iterator_traits
;#endif
/// partial specialization for pointer types.
templatestruct iterator_traits<_tp*>
;/// partial specialization for const pointer types.
templatestruct iterator_traits;
/*** this function is not a part of the c++ standard but is syntactic
* sugar for internal library use only.
*/templateinline typename iterator_traits<_iter>::iterator_category
__iterator_category(const _iter&)
//@}
// if _iterator has a base returns it otherwise _iterator is returned
// untouched
templatestruct _iter_base
};templatestruct _iter_base<_iterator, true>
};#if __cplusplus >= 201103l
templateusing _requireinputiter = typename
enable_if::iterator_category,
input_iterator_tag>::value>::type;
#endif
_glibcxx_end_namespace_version
} // namespace
#endif /* _stl_iterator_base_types_h */

如上，是iterator與iterator_traits的定義，在bits/stl_iterator_base_types.h檔案中，貼出來只是讓大家參考，並不是說我掌握了哈哈。

我的話是不是有點多啊，說到現在都沒說到正題。。我也不會排版，估計很難看，以後再說吧。。。

大家應該看到了，在iterator定義中，總是出現value_type一類的識別符號，為什麼呢？因為c++是靜態型別語言，在宣告和定義變數時需要明確指定變數的type，而為了實現泛型程式設計（generic programming），出現了模版（template）。

template

這樣的宣告可以使**通過編譯，但如何知道t究竟是什麼型別呢？c++提供了模版推導機制，這裡就不說了，篇幅有限。。。我所說的東西可以在侯捷的《stl原始碼剖析》裡找到。語言提供的模版推導機制有侷限性，需要進一步實現。乙個iterator如何知道自己所指向物件（包括內建基本型別）的型別和性質呢，可以在其中用value_type等字段指明。而為了支援原生指標型別，又需要再加一層封裝，就是iterator_traits。具體仍然可以參見上書，不是三兩句話就能完事的，等我再學習學習，也許會另寫一篇文章。

好了，開始下乙個討論：c++類模版的特化。

特化包括全特化（ full specialization）和偏特化（partial specialization）。這兩個名詞的定義似乎不是那麼嚴格，先不管吧。

#include using namespace std;
templateclass a;
templateclass a;
template<>
class a;
int main()

以上**分別定義了乙個模板類、乙個偏特化版本、乙個全特化版本。近似來說，全特化就是全部特化，即針對所有的模板引數進行特化，偏特化就是部分特化，即針對部分模板引數進行特化。**列印的結果是2，所以呼叫的是全特化版本的類，還是近似地說，編譯器會呼叫特化程度最高的類（這句話只是根據實驗推斷的，我並沒有查閱相關理論依據）。這應該也是個比較容易理解、很自然的特性，就好像區域性變數覆蓋同名全域性變數一樣。至於函式模版，只能全特化，不能偏特化，我似乎記得在某本書上說不是因為無法實現，只是沒有必要而已，偏特化的功能可以通過函式過載實現，網上也是這麼說的~

先暫時寫到這，等有時間再修改或者再寫一篇。希望能堅持下去，歡迎一起交流學習。

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