Question

当与微控制器编程（Arduino）取得联系时，我看到以下类来控制特定引脚上的LED：

template <const uint8_t PIN>
class LED
{
  public:
  LED()
  {
    pinMode(PIN, OUTPUT);
  }

  void turnOn()
  {
    digitalWrite(PIN, HIGH);
  }

  void turnOff()
  {
    digitalWrite(PIN, LOW);
  }
};

我可以通过

使用它

LED<8> led;
led.turnOn();

点亮引脚8上的LED。

但我问自己：为什么将引脚作为模板参数给出，为什么不作为实例属性？头等舱比这个好处有什么好处？

class LED
{
  public:
  LED(uint8_t ledPin) : pin(ledPin)
  {
    pinMode(pin, OUTPUT);
  }

  void turnOn()
  {
    digitalWrite(pin, HIGH);
  }

  void turnOff()
  {
    digitalWrite(pin, LOW);
  }

  private:
  uint8_t pin;
};

并像这样使用它：

LED led(8);
led.turnOn();

在第二节使用第一节课是否有优势，或者仅仅是品味问题？：）

Answer 1

“在第二节使用第一节课是否有优势，或者仅仅是品味问题？:)”

是。在模板的情况下，编译器可以直接使用数值而无需存储保存两个内存的变量（该数字必须存储在非模板情况下的RAM中）和电源（您需要将字节保存到的指令）存储器，然后加载到寄存器而不是直接加载到寄存器。）

在普通PC的情况下，保存都非常小，但实际上无关紧要，但是对于RAM较低（〜1MB以下）的小型设备（如微控制器）而言，每个字节都很慢。

但是，如果您将模板用于更多引脚（具有不同的编号），则您的应用程序将包含多种方法来打开和关闭（对于每个使用的引脚编号）增加可执行文件的大小。在这种情况下，您为应用程序节省了内存以节省数据和CPU功耗，然后它取决于您需要的更多 - 更小的应用程序，更大的内存和CPU功率开支，反之亦然。

Answer 2

As noted by Laethnes，它可以帮助提高速度和内存消耗。不过，我还想提出一些更基本的内容：

模板参数强制在编译时做出决定。

这是一个关于您的代码以及如何使用它的非常强大的声明。在你的情况下，我认为它是合适的。

您的示例涉及具有LED附件的Arduino板。在任何合理的设置中，您都可以提前了解LED将要打开的数字引脚。如何设置硬件并不是程序运行时可能发生的变化。

使引脚成为模板参数是对该基本假设的严格执行;它使不可能因运行时决定影响LED的引脚号。如果它是一个普通的构造函数参数，你的类的用户可以在运行时进行一些计算，然后根据这些计算的结果确定LED在上的哪个引脚，在你的情况下，可能是不是一件有效的事。

当然，也许你真的做需要在运行时处理不断变化的硬件配置。如果是这样的话，模板参数只会妨碍你。但是，一般情况下，如果您可以进行编译时强制执行，那么您的正确性是有利的。

使用类模板参数而不是使用实例变量有什么好处？

2 个答案: