C++ 模板元编程的两个例子

2023-03-13
广东
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C++模板元编程，是使用 template 进行编译期运算的一种机制，可以认为是 C++的一种编程方式。

第一个例子：计算整数 N 的阶乘。

//模板的一般形式template<int N>class Factorial{public:    enum    {        _result = N * Factorial<N-1>::_result    };}; //用于结束递归规则的特化模板template<>class Factorial<0>{public:    enum    {        _result = 1    };}; int main(){    const int Num = 10;    cout << Num << "! = " << Factorial<Num>::_result << endl;}

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运行结果：10! = 3628800

其中的思考方式，我感觉是数学归纳法的应用。注意模板在其中起的作用，在编译期，编译器使用 template 生成了 class Factorial<0>……class Factorial<10>一共 11 个 class 定义，在程序运行时其实计算过程并没有占用 CPU 时间，只不过这么多 class 的定义占用了一些内存。

第二个例子：编译期的 if 语句

这是 Bjarne Stroustrup 在《Evolving a language in and for the real world C++ 1991-2006》一文中举的例子。

struct T_Left{    int value;};struct T_Right{    char value;}; template<bool b, class X, class Y>struct if_{    typedef X type; // use X if b is true};template<class X, class Y>struct if_<false, X, Y>{    typedef Y type; // use Y if b is false};  int main(){    cout << "Type Size = " << sizeof(if_<sizeof(T_Left) < 4, T_Left, T_Right>::type) << endl;}

复制代码

其实也是根据编译期能确定的值，来进行编译期的选择。

模板元编程的应用包括：Blitz++库；boost::mpl 库；以及《Modern C++ Design》一书中提到的 typelist。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/0053950315d1c52240c873fba】。文章转载请联系作者。

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