简单聊聊泛型编程
最近相继看了智能指针和 STL 的部分源码,可以看到模板无处不在。模板如此强大,可究竟干了啥,起了什么作用呢?
我们知道 c++ 是一门强类型语言,强类型意味着任意一个变量都有对应的数据类型,如 int、double、或者自定义的类类型等。
同样,在定义函数参数时也需要确定参数类型,如定义一个两个数相加的函数,就需要提前知道这两个数分别是什么类型。若都是整型,可定义为:
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
若两个都是双精度型,则定义为:
double add(double a, double b)
{
return a + b;
}
如果参数为其它类型,也需要做相应的定义。虽然这样可以实现需求,但代码层面看起来是相当冗余且麻烦。而之所以麻烦就是因为参数的类型各不相同,那么有没办法定义个不考虑类型的 add() 方法呢?
答案是有的,只需利用关键字 template 和 typename 做如下定义:
template <typename T>
T add(T a, T b)
{
return a + b;
}
通过 typename 声明的 T 就实现了类型的抽象化,这也就是泛型编程,类模板亦是如此。
有人说泛型编程是一种语言机制,也有人说是一种编程风格,个人以为更是一种编程思想。它并不局限于某一种语言,不仅 c++ 中有,在 java、swift 等语言中也看到其身影。可以说只要是强类型语言,都有泛型编程的存在。而对于 c++ 而言,是通过 template 实现了这种思想,让泛型变得切实可行。
相对 c 而言,c++ 被认为是一门面向对象的语言。对象是对客观事物的抽象,类是对对象的抽象,而类模板呢?更像是对类的抽象!只需传个类型参数,即将类模板实例化为一个类,进而生成类对象。可见 c++ 确实是一门面向对象的语言,但又不仅仅面向对象,正如 🔗Effective C++ 条款一所说的,视 c++ 为一个语言联邦( view c++ as a federation of languages):
今天的 c++ 已经是个多重范式编程语言(multiparadigm programming language),一个同时支持过程形式(procedural),面向对象形式(object-oriented),函数形式(functional),泛型形式(generic)、元编程形式(metaprogramming)的语言。