Question

我已经将我遇到的模板专业化使用的两个代码摘录放在一起，我觉得特别奇怪。我甚至会不必要地称他们浮华。

总的来说，我怀疑模板实际上是设计这些对象的最佳方式（尤其是第一种情况）。

哪种方法更好，为什么？或者有一种完全不同的方法更好吗？

1）模板作为函数传递指针的替代：

//fusion_manager.h
template <typename InputFilterAlgorithm,
          typename PredictionAlgorithm,
          typename AssociationAlgorithm,
          typename FusionAlgorithm>
class FusionManager
{
public:
    FusionManager(Environment& env);
    ...
private:
    Environment& env_m;
    InputFilterAlgorithm filter_alg_m;
    PredictionAlgorithm prediction_alg_m;
    AssociationAlgorithm association_alg_m;
    FusionAlgorithm fusion_alg_m;
    ...
};

//fusion_manager.cpp
template <typename InputFilterAlgorithm,
          typename PredictionAlgorithm,
          typename AssociationAlgorithm,
          typename FusionAlgorithm>
FusionManager<InputFilterAlgorithm,
              PredictionAlgorithm,
              AssociationAlgorithm,
              FusionAlgorithm,
              TrackExtendedDataType>::FusionManager(Environment& env)
        : 
          env_m(env),
          filter_alg_m(env),
          prediction_alg_m(env),
          association_alg_m(env),
          fusion_alg_m(env)
{
    ...
}

//main.cpp
...
FusionManager<TestInputFilterAlgorithm,
              TestPredictionAlgorithm,
              TestAssociationAlgorithm,
              TestFusionAlgorithm> fusionManager(env);
...

......而不是使用这样的东西：

//fusion_manager.h
class FusionManager
{
public:
  //Let's say each algorithm is encapsulated by a class
  FusionManager(Environment& env,
          InputFilterAlgorithm&&,
                 PredictionAlgorithm&&,
                 AssociationAlgorithm&&,
                 FusionAlgorithm&&);
private:
  Environment& env_m;
    InputFilterAlgorithm filter_alg_m;
    PredictionAlgorithm prediction_alg_m;
    AssociationAlgorithm association_alg_m;
    FusionAlgorithm fusion_alg_m;
};

//fusion_manager.cpp
FusionManager::FusionManager(Environment& env, 
                     InputFilterAlgorithm&& filter_alg,
                     PredictionAlgorithm&& prediction_alg,
                     AssociationAlgorithm&& association_alg,
                     FusionAlgorithm&& fusion_alg)
          :
              env_m(env),
              filter_alg_m(std::move(filter_alg)),
              prediction_alg_m(std::move(prediction_alg)),
              association_alg_m(std::move(association_alg)),
              fusion_alg_m(std::move(fusion_alg))
{
  ...
}

//main.cpp
...
FusionManager<TestInputFilterAlgorithm,
            TestPredictionAlgorithm,
            TestAssociationAlgorithm,
            TestFusionAlgorithm> fusionManager(env);
...

2）使用模板替代继承和虚拟方法：

//factorization.h
template<typename ProbabilityDistributionType>
class Factorization
{
...
public:
    ProbabilityDistributionType factorize();
private:
    std::Vector<ProbabilityDistributionType> factors_m;
...
};

//factorization.cpp
template<>
CPD Factorization<CPD>::factorize()
{
    for (auto & factor : factors_m)
    {
        factor.factorize();//This will call the factorize method of CPD
    }
}

template<>
JointProbDistr Factorization<JointProbDistr>::factorize()
{
    for (auto & factor : factors_m)
    {
        factor.factorize();//This will call the factorize method of JointProbDistr
    }
}

而不是使用这样的东西：

//factorization.h
template<typename ProbabilityDistributionType>
class Factorization
{
...
public:
    virtual ProbabilityDistributionType factorize() = 0;
private:
    std::Vector<ProbabilityDistributionType> factors_m;
...
};


//cpd_factorization.h
class CPDFactorization : public Factorization<CPD>
{
...
public:
    CPD factorize();//Implementing the parent's pure virtual method. This will call the factorize method of CPD
};

//jointprobdistr_factorization.h
class CPDFactorization : public Factorization<JointProbDistr>
{
...
public:
    JointProbDistr factorize();//Implementing the parent's pure virtual method. This will call the factorize method of JointProbDistr
};

Answer 1

使用模板既有优点也有缺点，编译器可以看到使用模板的完全专用的实现。

这是一个优势，因为它允许编译器更积极地进行优化：它可以根据需要内联，并解决函数调用之间的任何数据移位，消除程序员可能已经引入的所有错误。努力以方便的方式构建他们的源代码。

这是一个缺点，因为它迫使模板化决策成为编译时决策。如果变量是模板参数，则它不能依赖于在运行时给出的输入。想象一下如果std::string的长度是模板参数会发生什么：字符串操作与FORTRAN一样灵活。你绝对不想要这个。当然，在编译时应该知道一些事情，将它们作为模板参数是非常好的。但是如果你过度使用模板，就会得到不必要的严格代码。（在那里，完成了，学会了避免它。）

这也是一个缺点，因为它强制在实现更改时重新编译模板的所有用法。如果你的程序是除main之外的所有模板，你必须为每一个小改动重新编译一切。如果使用指向函数，虚函数和/或函子的指针，则在调用函数的实现发生更改时，不需要重新编译调用站点。在正确设置的构建系统中，它们将依赖于不会发生变化的标题，除非有破坏的界面变化。对我来说，其结果是，我的所有模板都应该是小的，自包含的代码，不依赖于多个层中的其他模板。

总而言之，模板是一个很好的工具，同时也是一个非常容易被滥用的工具。当你从中获得任何真正的优势时，尽量不要使用它们。

Answer 2

第一个可用于任何可调用的函数 - 函数指针std::function等。
你的建议类型非常有限。

第二种方法避免了虚拟调用，这在您想要避免虚拟调用的情况下非常有用，并为内联提供了更多机会。

简而言之：第一个使用模板进行灵活性，第二个使用性能。

C ++模板过度使用

2 个答案: