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[Android教程] C++中泛型使用导致的膨胀问题

发表于 2017-1-3 23:01:12
句号论坛
本文和大家分享的主要是c++开发http://www.maiziedu.com/course/571/中,泛型使用导致的膨胀问题的解决,希望对大家有所帮助。
  如下定义两个list,元素类型不同:
  list<int> l1;listl2;
  如果是用C语来做应该怎么办?它会对应list写一套代码,再对list写一套。每套都有相同的成员函数,只是变量类型各自不同罢了。
  下面是list的C语言实现方式:
  //! code-1struct list_int_item {
  int value;
  struct list_int_item *next;
  };
  struct list_int {
  struct list_int_item *head;
  size_tsize;
  };
  void list_int_insert(struct list_int *p, int value);int list_int_sort(struct list_int *p);bool list_int_empty(struct list_int *p);
  ...
  下面是list的C语言实现方式:
  //! code-2struct list_string_item {
  string value;
  struct list_string_item *next;
  };
  struct list_string {
  struct list_string_item *head;
  size_tsize;
  };
  void list_string_insert(struct list_int *p, string value);int list_string_sort(struct list_int *p);bool list_string_empty(struct list_int *p);
  ...
  两者之间就是类型的差别。所以很多时间,在C语言中我们就用宏来替代它的类型,如下:
  //! code-3#define LIST_DECLARE(TYPE)
  struct list_##TYPE##_item {
  TYPE## value;
  struct list_##TYPE##_item *next;
  };
  struct list_##TYPE {
  struct list_##TYPE##_item *head;
  size_tsize;
  };
  void list_##TYPE##_insert(struct list_##TYPE *p, ##TYPE## value);
  int list_##TYPE##_sort(struct list_##TYPE *p);
  bool list_##TYPE##_empty(struct list_##TYPE *p);
  ...
  然后在头文件中是这样定义list的:
  //! code-4
  LIST_DECLARE(double)
  所以,泛型产生冗余代码是无法避免的,至少用C来做这样的泛型也是无法避免的。
  既然无法避免的,那就看看怎么尽可能以避免上述的问题。在《Effective C++》中有一章节专门提到:不要在模板中使用不必要的参数。因为每一个不同的参数编译器都会为之生成一套相应的代码。
  如果代码中只有一种数据类型,就算用该类型定义了多个变量,编译器是不是只会生成一套相关的代码?(应该是这样的)。
  写个例子对比一下:(省略不必要的代码)
  test1.cpp,里面只有map<INT, string="">,但定义了m1, m2, m3。
  //! code-5
  map<int, string> m1;
  map<int, string> m2;
  map<int, string> m3;
  m1.insert(std::make_pair(1, "hello"));
  m2.insert(std::make_pair(1, "hi"));
  m3.insert(std::make_pair(1, "lichunjun"));
  test2.cpp,与test1.cpp相比,里面有三个类型:
  //! code-6
  map<int, string> m1;
  map<int, double> m2;
  map<int, int> m3;
  m1.insert(std::make_pair(1, "hello"));
  m2.insert(std::make_pair(1, 1.2));
  m3.insert(std::make_pair(1, 44));
  结果,编译出来的可执行文件大小比较:
  [hevake_lcj@Hevaketmp]$ lltest1test2
  -rwxrwxr-x. 1 18784 Mar 19 22:01 test1
  -rwxrwxr-x. 1 35184 Mar 19 22:03 test2
  test2比test1大一倍,原因不用多说。
  还有一个问题:指针是不是被认为是一个类型?
  上面的list与list不能共用同一套代码,根据的原因是因为int与string这两种类型在空间大小与赋值的方式上都是不同的。所以,必须生成两套代码来实现。
  而指针,不管是什么指针,它们都是一样的。我们可以用void*代表所有的指针类型。
  于是我们将上面的代码改改,再测试一下:
  //! code-7
  map<int, string*> m1;
  map<int, string*> m2;
  map<int, string*> m3;
  m1.insert(std::make_pair(1, new string("hello")));
  m2.insert(std::make_pair(1, new string("hi")));
  m3.insert(std::make_pair(1, new string("lichunjun")));
  与
  //! code-8
  map<int, string*> m1;
  map<int, double*> m2;
  map<int, int*> m3;
  m1.insert(std::make_pair(1, new string("hello")));
  m2.insert(std::make_pair(1, new double(1.2)));
  m3.insert(std::make_pair(1, new int(44)));
  结果是这样的:
  -rwxrwxr-x. 1 18736 Mar 19 23:05 test1-rwxrwxr-x. 1 35136 Mar 19 23:05 test2
  预期的结果test1与test2相差不多,但从结果上看并没有什么优化,结果有点令人失望~
  思考:C++有没有什么参数可以优化这个?
  如果没有,为了节省空间,我们只能将所有的指针统一定义成void*类型了,在使用时再强制转换。
  //! code-9
  map<int, void*> m1;
  map<int, void*> m2;
  map<int, void*> m3;
  m1.insert(std::make_pair(1, new string("hello")));
  m2.insert(std::make_pair(1, new double(1.2)));
  m3.insert(std::make_pair(1, new int(44)));
  cout << *static_cast<STRING*>(m1[1]) << endl;
  cout << *static_cast<double*>(m2[1]) << endl;
  cout << *static_cast<int*>(m3[1]) << endl;
  如上代码是将code-8的基础上,将所有的指定都定义成了void*,在使用的时候用static_cast进行强制转换成对应的指针类型。
  如此得到的代码大小与code-7的比较,只多了16个字节。
但这种做法是很不可取的,必须用void*指针之后,编译器不再对类型进行检查,很容易把类型搞混淆。
来源:伯乐在线


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