C++ template的一些高级用法（元编码，可变参数，仿函数，using使用方法,. C++ 智能指针）

Gxjun

发布于 2018-03-26 16:54:53

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发布于 2018-03-26 16:54:53

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1 . 通用函数可变参数模板

对于有些时候，我们无法确切的知道，函数的参数个数时，而又不想过多的使用所谓的函数重载，那么就可以效仿下面的例子：

 1 #include<iostream>
 2 #include<Array>
 3 void showall() { return; }
 4 
 5 template <typename R1 ,typename...  Args>
 6 
 7 void showall(R1 var, Args...args) {
 8 
 9     std::cout << var << std::endl;
10     showall(args...);
11 }
12 
13 int main(int argc, char * args[]) {
14 
15     
16     showall(1, 2, 3, 4, 5);
17     showall("gxjun","dadw","dasds");
18     showall(1.0,2.0,3.5);
19     std::cin.get();
20     return 0;
21 }

在游戏开发中，时常会用到这样的模板，类型不确定，参数的个数不确定，所以需要用一种类似于递归的函数来处理。第一个函数，表示的是在参数为0时，结束。

效果：

2. 如何使用仿函数：

首先仿函数的定义：，仿函数也叫函数对象（Function Object, or Functor），定义就是任何可以像函数一样被调用的对象。一个普通的函数是函数对象，一个函数指针当然也是，广义上说任何定义了operator()的类对象都可以看作是函数对象。（找到文档）

其实，往直白的地方说，就是一个不是函数但是具有函数功能且用法和函数相同的对象（结构体或者类）。

下面举个栗子（用结构体实现函数功能）：

 1 /*关于C++仿函数*/
 2 #include<iostream>
 3 #include<functional>
 4 using namespace std;
 5 using namespace std::placeholders;  
 6 
 7 template <typename R1 , typename R2>
 8 struct  Calc
 9 {
10     void add(R1 a) {
11         cout << a << endl;
12     };
13     void add_1(R1 a, R1 b) {
14         cout << a + b << endl;
15     }  
16 };
17 
18 int main(int argc, char * args[]) {
19 
20     //函数指针
21     void(Calc<int, double>::*fc)(int  a) = &Calc<int, double >::add;
22     // fc(25);
23     //显然上面的式子比较的麻烦
24     
25     Calc < int, int> calc;
26     auto  fun = bind(&Calc<int, int >::add, &calc, _1);
27     auto  fun_2 = bind(&Calc<int, int >::add_1, &calc, _1,_2);
28     fun(123);
29     fun_2(12,24);
30    cin.get();
31  return 0;
32 }

对于bind（）这个函数，开头的是地址，函数名，后面的是第一个列子中的Args....不定参数类型、

效果图为：

3. 使用using别名，函数指针，typdef来实现函数的调用

虽然是寥寥的几行代码，但是功能在实际应用中，却会发挥很大的作用。

 1 //using别名使用用法
 2 #include<iostream>
 3 #include<windows.h>
 4 int calc() {
 5   //当为无参数时，返回0值
 6     return 0;
 7 }
 8 
 9 template <typename R1 ,typename...Args>
10 int calc(R1 a, Args...args) {
11 
12     return a + calc(args...);
13 }
14 
15 int main(int argc , char * args []) {
16 
17     //使用函数指针
18     int(*fun) (int ,int ,int ,int ) = calc;
19     system("echo 使用函数指针实现1~4累加");
20     std::cout << fun(1,2,3,4)<<std::endl;
21    //使用typedef来实现该功能
22     system("echo 使用typedef实现1~4累加");
23      typedef int(*Add)(int, int, int);
24      Add  Gadd = calc;
25      std::cout << Gadd(1, 2, 3) << std::endl;
26     //使用using别名来实现这么个功能
27     system("echo 使用using实现1~4累加");
28     using Func = int(*) (int, int, int, int);
29     Func func = calc;
30     std::cout << func(1, 2, 3, 4) << std::endl;
31     std::cin.get();
32  return 0;
33 }

效果图：

4. C++模板元编程:

对于模板元编程：我的理解是，你所要的计算，在编译的时候，已经处理玩了，只需要在运行的时候输出结果即可！

当我们每每学到模板元编程的时候，就会有一个混淆的词汇出现，哒，看------函数式编程。到底什么是函数式编程呢？

建议去看这篇文章，http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/04/functional_programming.html 模板元编程用处广泛，

我们知道当硬件条件限制的情况下，除了优化算法，还有一种途径，那就是用模板元编程。现在就让我们来看看这个金典的应用吧！

斐波那契数列的计算......

 1 #include<iostream>
 2 #include<time.h>
 3 #include<windows.h>
 4 /*
 5   斐波那契数列
 6    H(1)=H(0)=1;
 7    H(N)= H(N-1)+H(N-2);
 8 */
 9 using namespace std;
10 
11  /* 普通版普通版 */
12  using _int = long  ;    //使用别名
13  
14  _int feibona(_int ac) {
15     if (ac == 0||ac==1)  return 1;
16     return feibona(ac-1) +feibona(ac-2);
17 }
18 
19  /* 使用元编程 完全特化版 方法如下*/
20  template <_int N>
21  struct data {
22      //采用枚举
23      enum { res = data<N - 1>::res + data<N - 2>::res };
24  };
25 
26 template <>
27 struct data<1> {
28     //采用枚举
29     enum { res = 1L };
30 };
31 
32 template <>
33 struct data<0> {
34     //采用枚举
35     enum { res = 1L };
36 };
37 
38 
39 int main(int argc, char * args[]) {
40 
41     time_t  a ,b;
42     a = clock(); //开始记录时间
43     cout << data<45L>::res << endl;
44     b = clock(); //开始记录时间
45     system("echo 采用元编程所消耗的时间");
46     cout << (double)(b - a) / CLK_TCK<<"ms"<<endl;
47     a = clock();
48     cout << feibona(45L) << endl;
49     b = clock();
50     system("echo 采用普通的算法所消耗的时间");
51     cout << (double)(b - a) / CLK_TCK << "ms" << endl;
52     cin.get();
53     return 0;
54 }

两者相对比的效果图：

5 C++智能指针，关于智能指针和普通指针，的几种行为的对比

 1 /*
 2  智能指针：
 3     对于C++而言：        std::auto_ptr<double> ptr(new double);
 4     对于C++11新的智能指针：         std::unique_ptr<double>  ps(new double);
 5     通过下面几组数据做些一点
 6 */
 7 #include<iostream>
 8 #include<memory>
 9 #include<windows.h>
10 using  namespace std;
11 /*模式一 分配内存地址，而不手动进行回收 */
12 void showp() {
13     system("echo 分配内存地址，而不手动进行回收");
14     for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
15           double * p = new double;   //不释放
16     }
17     cin.get();
18 }
19 /* 模式二，分配地址，并手动进行回收地址 */
20 void showp1() {
21     system("echo 分配地址，并手动进行回收地址");
22     for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
23         double * p = new double;   //不释放
24         delete p;
25     }
26     cin.get();
27 
28 }
29 /*模式三，分配地址，采用c++通用指针*/
30 void showp2() {
31     system("echo 分配地址，采用c++通用指针");
32 
33     for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
34         double * p = new double;   //不释放
35         auto_ptr<double> ps(p);   //采用智能指针，不会多释放地址，旧版本vc98支持
36     }
37     cin.get();
38 }
39 /* 模式四，分配地址，采用C++11新型指针 */
40 
41 void showp3() {
42 
43     system("echo 分配地址，采用C++11新型指针");
44     for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
45         auto_ptr<double> ps(new double);   //采用智能指针，C++11新特性
46     }
47     cin.get();
48 }
49 
50 int main(int argc , char * args []) {
51  
52     //auto_ptr
53    //函数指针
54     void(*p[])() = { showp,showp1,showp2,showp3 };
55     //for (auto data : p) {
56     //    data();
57    //}
58     p[1]();
59     system("echo 按一下结束");
60     cin.get();
61   return 0;
62 }

模式一：消耗内存截图