用彙編的眼光看C++（之預設模板、特化模板）

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    預設函數是C++的一個基本特色。預設函數定義比較簡單，也就是說，對於函數的某一個輸入參數或者幾個輸入參數，如果你沒有特定的數值的話，那我們就會用預設的資料進行代替。如果你在調用的過程中使用了自己的資料，那麼預設資料將被我們自己定義的資料覆蓋。下面就是一個預設函數的樣本：

int  add(int m, int n = 10){return m + n;}

     如果調用呢，有什麼區別？

262:      int p = add(2);00401488   push        0Ah0040148A   push        20040148C   call        @ILT+15(add) (00401014)00401491   add         esp,800401494   mov         dword ptr [ebp-4],eax263:      p = add(3, 4);00401497   push        400401499   push        30040149B   call        @ILT+15(add) (00401014)004014A0   add         esp,8004014A3   mov         dword ptr [ebp-4],eax

    可以從上面的代碼看到，如果單獨輸入一個資料2，那麼編譯器幫我們預設輸入了10；如果輸了的資料是3、4呢，那麼編譯器將用4代替預設的資料10。所以說，編譯器幫我們做了中間的替換和判斷工作。那麼回到我們今天討論的預設模板類型上面，那會是什麼樣的情形呢？我們可以編寫一個範例：

template <typename type1, typename type2 = int>class data{type2 value;public:data(type2 m): value(m) {}~data() {}};

    可以看到，我們在第二個參數使用了預設類型int，那麼怎麼證明預設類型可以使用呢？我們設計了下面一個測試案例：

239:      data<int, int> m(2);004013BD   push        2004013BF   lea         ecx,[ebp-10h]004013C2   call        @ILT+5(data<int,int>::data<int,int>) (0040100a)004013C7   mov         dword ptr [ebp-4],0240:      data<int> n(3);004013CE   push        3004013D0   lea         ecx,[ebp-14h]004013D3   call        @ILT+5(data<int,int>::data<int,int>) (0040100a)

    上面的代碼定義了兩個臨時變數，其中第一個是m，輸入類型是int；第二個臨時變數是n，輸入類型是int和int。前面我們說過預設類型是int，那麼第一個臨時變數m和第二個臨時變數n的建構函式地址應該是一樣的。那麼事實上兩者的建構函式是不是一樣的呢？我們可以查看兩者的函數地址，發現一個是0x0040100a，另外一個也是0x0040100a。範例證明我們的判斷是正確的。

    明白了上面的預設模板構造，下面我們談一下特化模板。特化模板是什麼意思呢？其實並不複雜。因為模板類既然是通用模板，那麼其中的資料類型可以是任意資料類型，但是難免有一些資料類型（比如說指標），我們需要對其中的一些操作做一些細微的修改，但是這些小的修改在原來的模板定義上是無法做的。那麼怎麼辦？我們只好重新定義一種形式，它和模板類定義的名稱一致，但是形式稍有差別。我們可以編寫一個測試看看：

template <typename type>class data{public:data() {printf("normal!\n");}~data() {printf("~normal!\n");}};template <>class data<int*>{public:data() {printf("point!\n");}~data() {printf("point!\n");}};

    上面的代碼定義了兩個類模板。但是兩者的名稱是一樣的，說明這兩個類定義的內容其實具有很大的相似性。第一種定義就是標準模板類的定義，第二中稍微複雜一點，使用預設的int*，因為沒有使用到特定的type類型，所以此時template後面的內容為空白。那麼怎麼判斷這兩個類都是可以正常使用的呢？大家可以看看下面的範例：

249:      data<int> p;004013BD   lea         ecx,[ebp-10h]004013C0   call        @ILT+45(data<int>::data<int>) (00401032)004013C5   mov         dword ptr [ebp-4],0250:      data<int*> q;004013CC   lea         ecx,[ebp-14h]004013CF   call        @ILT+35(data<int *>::data<int *>) (00401028)251:  }

    我們發現，第一個函數的call地址是0x00401032，第二個地址為0x00401028。但是這說明不了什麼，因為第二個地址完全也可能是第一個模板類引申的。我們應該跟到每一個函數裡面（其實這裡的地址在VC下都是跳轉地址）。

    第一個變數的實際進入函數如下所示：

234:      data() {printf("normal!\n");}00401340   push        ebp00401341   mov         ebp,esp00401343   sub         esp,44h00401346   push        ebx00401347   push        esi00401348   push        edi00401349   push        ecx0040134A   lea         edi,[ebp-44h]0040134D   mov         ecx,11h00401352   mov         eax,0CCCCCCCCh00401357   rep stos    dword ptr [edi]00401359   pop         ecx0040135A   mov         dword ptr [ebp-4],ecx0040135D   push        offset string "normal!\n" (0042607c)00401362   call        printf (00401540)00401367   add         esp,40040136A   mov         eax,dword ptr [ebp-4]0040136D   pop         edi0040136E   pop         esi0040136F   pop         ebx00401370   add         esp,44h00401373   cmp         ebp,esp00401375   call        __chkesp (004023b0)0040137A   mov         esp,ebp0040137C   pop         ebp0040137D   ret

    那麼，第二個變數呢，同樣需要跟入函數：

242:      data() {printf("point!\n");}00401430   push        ebp00401431   mov         ebp,esp00401433   sub         esp,44h00401436   push        ebx00401437   push        esi00401438   push        edi00401439   push        ecx0040143A   lea         edi,[ebp-44h]0040143D   mov         ecx,11h00401442   mov         eax,0CCCCCCCCh00401447   rep stos    dword ptr [edi]00401449   pop         ecx0040144A   mov         dword ptr [ebp-4],ecx0040144D   push        offset string "point!\n" (00426074)00401452   call        printf (00401540)00401457   add         esp,40040145A   mov         eax,dword ptr [ebp-4]0040145D   pop         edi0040145E   pop         esi0040145F   pop         ebx00401460   add         esp,44h00401463   cmp         ebp,esp00401465   call        __chkesp (004023b0)0040146A   mov         esp,ebp0040146C   pop         ebp0040146D   ret

    看到上面的函數，大家應該明白了兩者調用的建構函式並不一樣。所以說，特化模板通常就是為了那些特殊的資料類型準備的。這樣我們使用者在使用模板的時候就沒有什麼顧慮了，可以忽略各個資料類型處理上的差別了。當然，特化模板因為考慮了特殊模型資料，使得我們的代碼更加完畢，更加健壯了，建議在設計範本的時候適當多使用。

思考題：

    （1）模板類第一個type可以預設嗎？為什麼會這麼考慮？ 

    （2）下面的代碼在vc 6.0和vc 2005上都能編譯過？為什麼呢？對於我們設計代碼有什麼思考呢？  （建議從相容性上面考慮）

template <typename type>class data{public:data() {printf("normal!\n");}~data() {printf("~normal!\n");}};template <typename type>class data <type*>{public:data() {printf("point!\n");}~data() {printf("point!\n");}};

【預告： 下面的兩個部落格非常有意思，介紹遞迴模板和模板的模板內容】