Effective C++ 条款44

本节条款的标题是：将与參数无关的代码抽离templates

学习本节条款首先须要明确一件事情，那就是模板实例化的过程会不会反复？

我们来举个样例：

#include<iostream>
using namespace std;

template <typename T>
T Try(T m)
{
    return m;
}

int main()
{
    Try(10);
    Try(1);
}

我们看以上简单的代码。每一个人都知道模板被调用了两次，是的，这显而易见。但是模板也被实例化了两次吗？其实，模板仅仅实例化了一次。

我们再举个样例：

#include<iostream>
using namespace std;

template <typename T>
T Try(T m)
{
    return m;
}

int main()
{
    Try(10);
    Try(1.01);//注意！此时是一个double型
}

这个时候每一个人都知道模板被调用了两次。模板也被实例化了两次吗？其实，模板确实实例化了两次。

比較以上两个样例。大家明确了什么？那就是，模板函数的实例化次数和调用次数没有直接关系，而是和调用类型的种类有关。同种类型假设已经调用，模板函数会反复利用上次的实例化样例。而不会又一次分配内存实例化。假设，大家明确这一点本节条款就能理解了。

我们利用template就是为了让代码编写更简短。利用内存更小。但是，普通情况下非常多程序猿仅仅能做到第一步，而不能充分在内存中发挥代码的复用性。

例如以下书上样例：

template<typename T, std::size_t n>//T为数据类型，n为矩阵大小
    class SquareMatrix{
    public:
        ……
        void invert();//求逆运算
    };
    SquareMatrix<double,5> sm1;
    sm1.invert();//调用SquareMatrix<double,5>::invert
    SquareMatrix<double,10> sm2;
    sm2.invert();//调用SquareMatrix<double,10>::invert

上面的代码会在运行的过程中，详细化两份invert()函数。这两份函数差点儿全然同样，所以对于内存来说是种浪费。假设想要弥补这样的缺点，我们能够用下面对照样例：

template<typename T>
class SquareMatrixBase
{
public:
    SquareMatrixBase(T* p) : DataPointer(p){}
    void Invert(size_t n){}
private:
    T* DataPointer;
};

template <typename T, size_t n>
class SquareMatrix: private SquareMatrixBase<T>
{
public:
    SquareMatrix() : SquareMatrixBase(Data)
    {}
    void Invert()
    {
        SquareMatrixBase::Invert(n);
    }
private:
    T Data[n * n];
};

 SquareMatrix<double,5> sm1;
 sm1.invert();
 SquareMatrix<double,10> sm2;
 sm2.invert();

当我们再次调用以上语句时，SquareMatrixBase类的实例在内存中仅仅生成一次。由于每次调用都是double 型的SquareMatrixBase。

然后矩阵数据是用指针訪问，同一种数据不会被拷贝多份，这样也降低了内存利用。

总之。下面三条非常重要：

1. Template生成多个classes与多个函数。所以不论什么template代码都不该与某个造成膨胀的template參数产生相依关系。

2. 因非类型模板參数而造成的代码膨胀，往往能够消除，做法是以函数參数或者class成员变量替换template參数。

3. 因类型而造成的代码膨胀，也能够降低，做法是让带有全然同样二进制表述的具现类型共享实现码。