在 C 語言中實現模板函數的方法

在 C 語言中實現模板函數的方法：

 

各種用 C 語言實現的模板可能在使用形式上有所不同。

 

現以一個求和函數 Sum 為例，用 C++ Template 可寫如下：

 

template<class T, class R>  R Sum(const T *array, int n)

{

            R sum = 0;

            for (int i = 0 ; i < n ; ++i)

                        sum += i;

            return sum;

}

如果不是內建類型，該模板隱式地需要 有R R::operator+=(T)運算子可用。

 

1.    使用函數指標作為 Functor 替換者

Typedef struct tagAddClass

{

            Void (*add)(char* r1, const char* r2);

            Int elemSize;

            Char  sum[MAX_ELEM_SIZE];

} AddClass;

void Sum(AddClass* self, const char* array, int n)

{

            for (int i = 0 ; i < n ; ++i)

                        self->add(self->sum, array + i*self->elemSize);

}

 

使用時：

…..

 

Void AddInt(char* r1, const char* r2)

{

            *(long*)r1 += *(int*)r2;

}

AddClass addClass = {AddInt, 2, 0 };

Int array[100];

Read(array);

Sum(&addClass, array, 100);

…..

 

2.    用宏作為Functor的替換者

#define  GenSumFun(SumFunName, Add, RetType, ElemType)           /

RetType SumFunName (const ElemType *array, int n)  /

{                                                                      /

            RetType sum = 0;                                 /

            for (int i = 0 ; i < n ; ++i)                       /

                        Add(sum, i);                             /

            return sum;                                           /

}

使用時：

#define AddInt(x, y)  ((x) += (y))

GenSumFun(SumInt, AddInt, long, int)

…..

Int array[100];

Read(array);

Long sum = SumInt(array, 100);

…..

 

3.    所有可替換參數均為宏

至少需要一個額外的檔案(實現檔案)為 impsum.c

 

/* impsum.c */

RetType FunName(const ElemType *array, int n)

{                                                                     

            RetType sum = 0;                                

            for (int i = 0 ; i < n ; ++i)                      

                        Add(sum, i);                            

            return sum;                                          

}

 

使用時：

#undef  RetType

#undef  FunName

#undef  ElemType

#undef  Add

#define AddInt(x, y)  ((x) += (y))

#define RetType long

#define FunName SumInt

#define ElemType int

#define Add  AddInt

 

#include impsum.c

 

…..

Int array[100];

Read(array);

Long sum = SumInt(array, 100);

…..

 

4.    總結：

第一種方法，易於跟蹤調試，但是效率低下，適用於對可變函數（函數指標）的效率要求不高，但程式出錯的可能性較大（複雜），模板函數（Sum）本身很複雜，模板參數也比較複雜（add）的場合。

第二種方法，效率高，但很難跟蹤調試，在模板函數和模板參數本身都很複雜的時候更是如此。

第三種方法，是我最近幾天才想出的，我認為是最好的，在模板參數（Add）比較複雜時可以用函數（第二種也可以如此），簡單時可以用宏，並且，易於調試。在模板函數本身很複雜，而模板參數比較簡單時更為優越。但是，可能有點繁瑣。

 

一般情況下，沒有必要做如此勞心的工作，一切交給編譯器去做就行了。但是本人在開發一個檔案系統時，由於是基於一種少見的平台，沒有可用的C++編譯器，有幾個函數，除了其中的類型不同（uint16和uint32），和幾個可參數化的宏不同，其它地方完全相同，而函數本身很複雜（兩百多行代碼）。Copy出幾個完全類似的函數副本，維護起來特別煩人。非常需要如此的編程模式，故此，分享出來，大家共同探討。