C++ 模板泛型编程 #13

泛型编程是一种计算机编程范式，它允许创建可在不同类型的数据上工作的代码。这可以使代码更易于编写、维护和重用。在 C++ 中，泛型编程是通过模板实现的。

模板 是一种参数化的类型或函数，它允许您在编译时指定类型。这使得您可以编写代码，该代码可以在各种不同类型的数据上工作，而无需编写多个不同的函数或类。

例如，以下代码是一个泛型函数，它可以用于比较两个值的相等性：

template <typename T>
bool equal(const T& a, const T& b) {
  return a == b;
}

这个函数可以用来比较任何类型的数据，只要该类型支持 == 运算符。例如，您可以使用它来比较两个整数、两个字符串，或者两个自定义类型的对象。

泛型编程不仅可以使代码更易于编写和维护，还可以使其更有效率。例如，编译器可以将泛型函数实例化为特定类型的数据，这可以减少代码的大小和提高运行速度。

泛型编程是一种非常强大的工具，它可以用于编写可重用且类型安全的代码。如果您想了解更多关于泛型编程的信息，我建议您查阅一些 C++ 教程或书籍。

以下是使用泛型技术改造代码的示例：

// 不使用泛型的代码
int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

float add(float a, float b) {
  return a + b;
}

// 使用泛型的代码
template <typename T>
T add(T a, T b) {
  return a + b;
}

使用泛型技术后，三个函数变成了一个函数，并且可以用于任何类型的数据。

泛型真的让三个函数变成了一个函数吗？

从编译器的角度来看，泛型确实让三个函数变成了一个函数。编译器会将泛型函数实例化为特定类型的数据，然后生成相应的机器代码。例如，当编译器将泛型函数 add 实例化为整数类型时，它会生成以下机器代码：

add(int, int):
  push %eax
  push %ebx
  mov %eax, %edx
  add %ebx, %edx
  pop %ebx
  pop %eax
  ret

当编译器将泛型函数 add 实例化为浮点数类型时，它会生成以下机器代码：

add(float, float):
  fld %st(0)
  faddp %st(1)
  fstp %st(0)
  ret

可以看出，两个函数的机器代码是不同的。这是因为编译器将泛型函数实例化为特定类型的数据后，会生成相应的机器代码。

结论：泛型是编译器特性

泛型是一种编译器特性，它允许您编写代码，该代码可以在各种不同类型的数据上工作，而无需编写多个不同的函数或类。泛型编程可以使代码更易于编写、维护和重用。