C++ 中的模板化静态成员函数答案

【问题标题】：Templated static member functions in C++C++ 中的模板化静态成员函数
【发布时间】：2011-11-27 13:51:52
【问题描述】：

我编写了一个简单的测试程序来尝试学习如何在 C++ 中使用模板静态成员函数。代码可以编译，但不能正常工作（打印出一些垃圾）。我想我使用了正确的语法。我读过this 或this 和其他一些东西，但仍然不知道我做错了什么。下面的代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Util {
public:
    Util();
    virtual ~Util();

    template <typename T> static void printTab(T tab[]);
};

template <typename T>
void Util::printTab(T tab[]) {
    for (unsigned int i=0; i<sizeof(tab)/sizeof(tab[0]); i++) {
        cout << tab[0] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    float tabFloat[5] {1, 2, 3, 4, 5};
    unsigned char tabChar[3] {1, 2, 3};

    Util::printTab(tabFloat);
    Util::printTab(tabChar);

    return 0;
}

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【问题讨论】：

标签： c++ templates static-methods

【解决方案1】：

您需要将大小作为另一个模板参数传递：

#include <iostream>
using namespace std;

class Util {
public:
    Util();
    virtual ~Util();

    template <typename T,int N> static void printTab(T (&tab)[N])
    {
        for (int i=0; i<N; i++) {
            cout << tab[i] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
};

int main() {

    float tabFloat[5] {1, 2, 3, 4, 5};
    unsigned char tabChar[3] {1, 2, 3};

    Util::printTab(tabFloat);
    Util::printTab(tabChar);
}

【讨论】：

将 size 作为模板参数并不是一个好主意。对于不同的 N 值，编译器会生成新代码，这会导致二进制文件膨胀
@hackworks 如果这是问题，那么内联它并让它调用一个非模板函数。
@hackworks 更好的方法是使用范围（将数组的开始和结束传递给函数）。然而，这不是被问到的。
内联在这里没有帮助。编译器将每次调用具有不同 N 的 printTad() 视为不同的函数，并为每个函数执行模板扩展。
@hackworks template <typename T,int N> inline static void printTab(T (&tab)[N]) { printTab(tab, N); } 函数是你的重载。这里没有开销。

【解决方案2】：

sizeof(tab) 是T* 的大小，它不会返回整个数组的大小。您需要将其作为另一个参数传递给函数。请参阅此处了解解释和另一种可能的解决方法：When a function has a specific-size array parameter, why is it replaced with a pointer?

请注意，第二个printTab 不会输出可读字符。如果您想查看打印出来的内容，请尝试：

 unsigned char tabChar[3] {'1', '2', '3'};

【讨论】：

谢谢垫。我将 printTab 的实现更改为： cout

【解决方案3】：

试试怎么样，调用函数的时候需要发送数组的大小：

#include <iostream>
using namespace std;

class Util {
public:
    Util();
    virtual ~Util();

    template <typename T> static void printTab(T tab[], size_t sz);
};

template <typename T>
void Util::printTab(T tab[], size_t sz) {
    for (unsigned int i=0; i<sz; i++) {
        cout << tab[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    float tabFloat[5] {1, 2, 3, 4, 5};
    unsigned char tabChar[3] {1, 2, 3};

    Util::printTab(tabFloat, sizeof(tabFloat)/sizeof(float));
    Util::printTab(tabChar, sizeof(tabChar)/sizeof(char));

    return 0;
}

【讨论】：

我之前的答案来自记忆，而当前的答案来自尝试实际代码。想删除反对票吗？
有更安全的宏来计算数组的大小见my answer here，无论如何绕过模板安全并引入错误风险是相当奇怪的。
@MatthieuM。当'N'成为模板参数时，编译器不会为'N'的不同值生成额外的代码吗？
视情况而定。对于宏（C++03 兼容），它不会。请注意，该函数从未定义，因此我们只能在未评估的上下文中真正使用它（sizeof，decltype，...）。没有定义，没有代码。至于结构，没有虚方法，所以也没有RTTI信息。在constexpr 函数的情况下，它可能。不过，这个函数是内联的主要候选者，所以一旦你开始优化（O1 和更多），它应该被内联。可能会发出一个定义，通过将其设为static，我们可能会对其进行修剪：一旦内联就不再引用。
但问题是，这真的重要吗？这样的函数只有几个字节。几个字节的从未读过的内存。这是为永远不会弄错大小而付出的便宜代价，当然比跟踪缓冲区溢出更便宜。

【解决方案4】：

我会将 T 的元素数量作为函数参数传递或使用 STD 容器，例如 Vector。

您的 for 循环只是打印第一个元素 tab[0] 而不是 tab[i]

你的 tabFloat 和 tabChar 初始化丢失了=

float tabFloat[5] {1, 2, 3, 4, 5}; 
unsigned char tabChar[3] {1, 2, 3};

（我也会使用 65、66、67 而不是 1、2、3 来提高您测试中控制台的可读性）

float tabFloat[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; 
unsigned char tabChar[3] = { 65, 66, 67};

【讨论】：