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模板特化
前言:
C++提供了一种特例机制，对于某个已有模板,可以为某个或者某组模板参数类型另外指定一种变体,以应付原模板无法处理的问题，或者提供更高效的实现方案.这种机制就称为模板特例.
模板特例一个典型的例子就是C++标准库中的容器类模板vector<T>。与数组相似,vector是一种将数据连续存放的容器.但与数组不同的是,vector容量可随所存数据增加而自动增加.vecotr<bool>则是vector<T>的一个特例,专门为存储布尔型值设计.布尔型只有两个值,真或者假,只需要1比特即可表示.1字节完全可以用来存储8个布尔型变量.如果采用基于sizeof(T)的算法,则1个布尔值占用1字节,显得太浪费.
我们将vector<bool>设计成用一系列整数值来保存压缩后的布尔值.
具体见代码:
#include <cstdio>#include <iostream>#include <stdexcept>template<typename T>class my_vector{private: T * array; unsigned size; unsigned block_size;public: my_vector(unsigned bsz):array((T*)malloc(sizeof(T)*block_size),size(0), block_size(size){ } ~my_vector(){ if(array){ free(array); } } void push_back(const T& v) throw (std::runtime_error){ if(size==block_size){ block_size*=2; T *new_array=realloc(array,block_size*sizeof(T)); if(new_array!=NULL){ array=new_array; } else{ free(array); array=NULL; throw std::runtime_error("Out of memory."); } } array[size++]=elem; } T& operator[] (unsigned i) {return array[i];} const T& operator[] (unsigned i) const{return array[i];} //告诉我们占了多少内存 unsigned get_mem_size() const{return block_size*sizeof(T);}};template<>class my_vector<bool>{private: int *array; unsigned size; unsigned block_size; //一个段(segment)即一个整数值,段大小为一个整数值所能容纳的最多布尔值 const static unsigned seg_size;public: my_vector(unsigned bsz):array((int*)malloc(sizeof(int)*bsz),size(0), block_size(bsz){ } ~my_vector(){ if(array){ free(array); } } void push_back(bool elem) throw (std::runtime_error){ if(size==block_size){ block_size*=2; int *new_array=(int*)realloc(array,sizeof(int)*block_size); if(new_array){ array=new_array; } else{ free(array); array=NULL; throw std::runtime_error("Out of memory."); } } set(size++,elem); } void set(unsigned i,bool elem){ if(elem){ array[i/seq_size] |=(0x1 << (i%seq_size)); } else{ array[i/seq_size] &=~(0x1 << (i%seq_size)); } } bool operator[] (unsigned i) const{ return array[i/seq_size] & (0x1 << (i%seq_size))!=0; } unsigned get_mem_size() const{ return block_size* sizeof(int); }};const unsigned my_vector<bool>::seq_size =sizeof(int)*8;
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