初始化嵌套模板

Question

我正在尝试了解有关模板的更多信息，但遇到了一个我似乎无法解决的问题。目前，下面的课程工作正常。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstring>
using namespace std;

template <class T, int s>
class myArray{
public:
    T* data;
    inline T& operator[](const int i){return data[i];}
    myArray(){
        data=new T[s];
    }
    myArray(const myArray& other){
        data=new T[s];
        copy(other.data,other.data+s,data);
    }
    myArray& operator=(const myArray& other){
        data=new T[s];
        copy(other.data,other.data+s,data);
        return *this;
    }
    ~myArray(){delete [] data;}
};  

如果我使用它：

myArray<myArray<myArray<int,10>,20>,30> a;

a 现在是 30x20x10 数组，我可以使用普通数组括号访问它，例如一个[5][5][5]。我想添加一个功能以便我可以写：

myArray<myArray<myArray<int,10>,20>,30> a(10);

例如，将所有条目初始化为 10。我不知道该怎么做。据我了解， myArray 的每一层都是使用默认构造函数构造的。如果我将其更改为：

myArray(int n=0){
        data=new T[s]; 
        fill(data,data+s,n); //T might not be of type int so this could fail.
}

我认为当数据不是 int 类型（即在维度 > 1 的任何数组上）时，这应该会失败，但事实并非如此。它在数组为正方形时有效，但如果不是，则某些条目未设置为 10。有谁知道标准向量类如何实现这一点？任何帮助都会很棒。谢谢！

Answer 1

好吧，试试这样的：

 myArray()
 : data(new T[s]())      // value-initialization!
 {
 }

 myArray(T const & val)
 : data(new T[s])        // default-initialization suffices
 {
     std::fill(data, data + s, val);
 }

如果您喜欢可变参数模板，您可能会编造一些更怪诞的东西，涉及可变参数填充的初始化列表，但我认为我们已经完成了一周的学习。

注意使用new 的根本缺陷：任何一个版本都要求您的类T 可以在某种“默认”状态下实例化，并且它是可分配的，即使我们从不要求第二个版本中的默认状态。这就是为什么“真正的”库将内存分配和对象构造分开的原因，除非是放置版本，否则您永远不会看到 new 表达式。

Answer 2

std::vector 在内存块上使用放置 new。它在第二行代码中分配内存后构造数据。

这项技术也适用于您。放置 new 时要小心，因为它也需要您手动调用析构函数。

这是一条没有放置新的半途而废的路线：

template<typename U>
explicit MyArray( U const& constructFromAnythingElse )
{
  AllocateSpace(N); // write this, just allocates space
  for (int i = 0; i < N; ++i)
  {
    Element(i) = T( constructFromAnythingElse );
  }
}

使用placement new，你必须先分配内存，然后就地构造，最后记得销毁每个元素。

与放置新路由相比，上面是半途而废，因为我们先构造每个元素，然后再构建另一个元素，并使用operator= 覆盖它。

通过使其成为任意类型的模板构造函数，我们不依赖于多次转换来将多个级别向下放入数组中。天真的版本（你使用 T const&）不起作用，因为要构造一个由 T 组成的数组的数组，最外面的一个期望一个由 T 组成的数组作为参数，它期望一个由 T 组成的数组作为参数，它需要一个 T - 那里有太多级别的用户定义的构造。

使用上面的模板构造函数，T 数组的数组可以接受任何类型的构造函数。与 T 的数组的数组一样，T 的数组也是如此。最后，无论您构造了 T 的数组的最外层数组，都将 T 传递给它，如果它不喜欢它，则会出现编译器错误几乎完全无法阅读的消息。

Answer 3

对包含其他数组的数组进行特化。为此，您需要一些通用的实现类来通用和专门的 MyArray：

通用实现（我为您做了一些修复 - 请参阅 !!! cmets）：

template <class T, int s>
class myArrayImpl {
public:
    T* data;
    T& operator[](int i){return data[i];} //!!! const before int not needed
    const T& operator[](int i) const {return data[i];} //!!! was missing
    myArrayImpl(){
        data=new T[s]();
    }
    myArrayImpl(const myArrayImpl & other){
        data=new T[s];
        copy(other.data,other.data+s,data);
    }
    myArrayImpl& operator=(const myArrayImpl& other){
        T* olddata = data; // !!! need to store old data
        data=new T[s];
        copy(other.data,other.data+s,data);
        delete [] olddata; //!!! to delete it after copying
        return *this;
    }
    ~myArrayImpl(){delete [] data;}
};  

然后进行通用实现——注意value_type和setAll的定义：

template <class T, int s>
class myArray : private myArrayImpl<T,s> {
    typedef myArrayImpl<T,s> Impl;
public:
    using Impl::operator[];
    myArray() : Impl() {}
    typedef T value_type; // !!!
    explicit myArray(const value_type& value) {
       setAll(value);
    }
    void setAll(const value_type& value) {
       fill(this->data, this->data + s, value);
    }
};

以及 myArray 的 myArray 的专用版本 - 另请参阅 value_type 和 setAll 中的差异：

template <class T, int s1, int s2>
class myArray<myArray<T,s2>,s1> : private myArrayImpl<myArray<T,s2>,s1> {
    typedef myArrayImpl<myArray<T,s2>,s1> Impl;
public:
    using Impl::operator[];
    myArray() : Impl() {}
    typedef typename myArray<T,s2>::value_type value_type; // !!!
    explicit myArray(const value_type& value) {
       setAll(value);
    }
    void setAll(const value_type& value) {
       for_each(this->data, this->data + s1, [value](myArray<T,s2>& v) { v.setAll(value); });
    }
};  

及用法：

int main() {
  myArray<myArray<myArray<int,7>,8>,9> a(7);
  std::cout << a[0][0][0] << std::endl;
  std::cout << a[8][7][6] << std::endl;
}

此处为完整示例：http://ideone.com/0wdT9D