C/C++编程：将参数无关的代码抽离模板-蒲公英云

C/C++编程：将参数无关的代码抽离模板

假设你想为固定尺寸的正方矩阵编写一个模板，该矩阵的性质之一是支持逆矩阵运算：
在这里插入图片描述
这个模板接受一个类型参数T和非类型参数size_t。然后调用方法：

很明显，上面会具现化两份代码：处理常量5和10，其余部分都相同。这很可能造成代码膨胀。

为解决代码膨胀的问题，你会本能为它们建立一个带数值参数的函数：

template<typenamae T>  // 与尺寸无关的基类
class SquareMatrixBase{
protected:
    void invert(std::size_t matrixSize);
};
template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix : private SquareMatrixBase<T>{
private:
    using SquareMatrixBase<T>::invert; // 避免遮掩基类的invert
public:
    void invert(){
    this->invert(n);} //inline调用基类版的invert。这里必须是this->
}

如上，SquareMatrixBase只对“矩阵元素对象的类型”参数化，不对矩阵的尺寸参数化。因此对于某给定元素类型，所有矩阵共享同一个SquareMatrixBase类

SquareMatrixBase::invert只是企图成为“避免派生类代码重复”的一种方法，所以它用protected替换public。调用它而造成的额外成本应该是0(因此派生类的invert调用基类版本的invert时是inline调用)。这里函数使用this->，否则模板化基类的函数名称会被派生类掩盖。注意这里是private继承，说明了这里的基类只是为了帮助派生类的实现，不是为了表现SquareMatrixBase和SquareMatrix 的is-a关系。

目前为止一切都好，但还有一些问题没有解决：

SquareMatrixBase::invert如何知道该操作什么数据？
虽然它从参数中知道矩阵尺寸，但它如何知道哪个矩阵的数据在哪儿？想必只有派生类知道。
派生类如何联络其基类做逆运算动作？

方法：令SquareMatrixBase存储一个指针，指向矩阵数值所在的内存

template<typename T>
class SquareMatrixBase{
protected:
    SquareMatrixBase(std::size_t n, T *pMem) 
        : size(n), pData(pMem){
    };   
    void setDatePtr(T* ptr)(pData = ptr;)
private:
    std::size size;  // 矩阵的大小
    T* pDate;          // 指向矩阵内容
};

这允许派生类决定内存分配方式

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix : private SquareMatrixBase<T>{
public:
    SquareMatrix() : SquareMatrixBase<T>(n, data);
private:
    T data[n * n];
}

这类类型的对象不需要动态分配内存，但对象自身可能非常大。另一种做法是把每一个矩阵的数据放进heap

template<typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix : private SquareMatrixBase<T>{
public:
    SquareMatrix () :  
     SquareMatrixBase<T>(n, 0),             //将基类的数据指针设为null
     pData(new T[n * n])   // 为矩阵内容分配内存, 将指向该内存的指出存储起来
     {
    this->setDataPtr(pData.get();)}
private:
    boost::scoped_array<T>pData;

这个条款只讨论由non-type template parameters(非类型模板参数)带来的膨胀，其实type parameters (类型参数)也会导致膨胀。

比如在很多平台上，int和long有相同的二进制表述，所以vector< int>和vector< long>的成员函数可能完全相同。
同样的，大多数平台上，所有指针类型都有相同的二进制表述，因此凡模板持有指针者(比如list< int*>、list< const int *>等)往往应该对每一个成员使用唯一一份底层实现。
也就是说，如果你实现成员函数而它们操作强类型指针（T*），你应该令它们调用另一个无类型指针(void *)的函数，由后者完成实际工作。

请记住：