सी ++ - फ़ंक्शन टेम्पलेट विशेषज्ञता का उद्देश्य क्या है? इसका उपयोग कब करें?

Question

सी ++ सीखना, फ़ंक्शन टेम्पलेट्स पर आया। अध्याय टेम्पलेट विशेषज्ञता का उल्लेख किया।

1. template <> void foo<int>(int);

2. void foo(int);

क्यों विशेषज्ञ जब आप दूसरे का उपयोग कर सकते हैं? मैंने सोचा था कि टेम्पलेट सामान्यीकृत करने के लिए मानते थे। एक विशिष्ट डेटा प्रकार के लिए फ़ंक्शन को विशेषज्ञता देने का क्या मतलब है जब आप केवल नियमित फ़ंक्शन का उपयोग कर सकते हैं?

जाहिर है, टेम्पलेट विशेषज्ञता किसी कारण से मौजूद है। इसका इस्तेमाल कब किया जाना चाहिए? मैंने सटर के "Why not Specialize..." आलेख को पढ़ा लेकिन मुझे एक आम आदमी के संस्करण की आवश्यकता है क्योंकि मैं बस यह सामान सीख रहा हूं।

Answer 1

मुख्य अंतर यह है कि पहले मामले में आप विशेष प्रकार के लिए कार्यान्वयन के साथ संकलक प्रदान कर रहे हैं, जबकि दूसरे में आप एक असंबंधित गैर-टेम्पलेटेड फ़ंक्शन प्रदान कर रहे हैं।

यदि आप हमेशा कंपाइलर को प्रकारों का अनुमान लगाते हैं, तो टेम्पलेट पर कंपाइलर द्वारा गैर-टेम्पलेट किए गए फ़ंक्शंस को प्राथमिकता दी जाएगी, और संकलक टेम्पलेट के बजाय नि: शुल्क फ़ंक्शन को कॉल करेगा, इसलिए एक गैर-टेम्पलेटेड फ़ंक्शन जो मेल खाता है अधिकांश मामलों में तर्कों का विशेषज्ञता समान प्रभाव होगा।

दूसरी ओर, यदि किसी भी स्थान पर आप टेम्पलेट तर्क (संकलक अनुमान दे के बजाय) उपलब्ध है, तो यह सिर्फ सामान्य टेम्पलेट कॉल करेंगे और शायद अप्रत्याशित परिणाम:

template <typename T> void f(T) { 
    std::cout << "generic" << std::endl; 
} 
void f(int) { 
    std::cout << "f(int)" << std::endl; 
} 
int main() { 
    int x = 0; 
    double d = 0.0; 
    f(d); // generic 
    f(x); // f(int) 
    f<int>(x); // generic !! maybe not what you want 
    f<int>(d); // generic (same as above) 
} 

आप तो टेम्पलेट के int के लिए एक विशेषज्ञता प्रदान की थी, अंतिम दो कॉल उस विशेषज्ञता को कॉल करेंगे और सामान्य टेम्पलेट नहीं।

Answer 2

आप विशेषज्ञता का उपयोग जब आप एक विशिष्ट वर्ग सामान्य विधि कुशल हो सकता है के लिए पता कर सकते हैं।

template<typename T> 
void MySwap(T& lhs, T& rhs) 
{ 
    T tmp(lhs); 
    lhs = rhs; 
    rhs = tmp; 
} 

अब वैक्टर के लिए मेरे स्वैप काम करेंगे, लेकिन बहुत कुशल नहीं है। लेकिन मुझे यह भी पता है कि std :: वेक्टर अपनी स्वयं की स्वैप() विधि लागू करता है।

template<> 
void MySwap(std::vector<int>& lhs,std::vector<int>& rhs) 
{ 
    lhs.swap(rhs); 
} 

कृपया std :: स्वैप की तुलना करें, जो बहुत अधिक जटिल और बेहतर लिखा गया है। यह दिखाने के लिए सिर्फ एक उदाहरण है कि MySwap() का एक सामान्य संस्करण काम करेगा लेकिन हमेशा कुशल नहीं हो सकता है। नतीजतन मैंने दिखाया है कि इसे एक विशिष्ट टेम्पलेट विशेषज्ञता के साथ और अधिक कुशल कैसे बनाया जा सकता है।

हम यह भी निश्चित रूप से एक ही प्रभाव को प्राप्त करने ओवरलोडिंग उपयोग कर सकते हैं।

void MySwap(std::vector<int>& lhs,std::vector<int>& rhs) 
{ 
    lhs.swap(rhs); 
} 

तो अगर सवाल क्यों उपयोग टेम्पलेट विशेषज्ञता (एक अधिक भार का उपयोग कर सकते हैं)। वास्तव में क्यों। टेम्पलेट फ़ंक्शन पर एक गैर टेम्पलेट फ़ंक्शन हमेशा चुना जाएगा। इसलिए टेम्पलेट विशेषज्ञता नियमों को भी लागू नहीं किया जाता है (जो जीवन को बहुत आसान बनाता है क्योंकि यदि आप वकील के साथ-साथ कंप्यूटर प्रोग्रामर नहीं हैं तो वे नियम विचित्र हैं)। तो मुझे एक सेकंड बात करते हैं। कोई अच्छा कारण नहीं सोच सकता।

Answer 3

मैं व्यक्तिगत रूप से फ़ंक्शन टेम्पलेट को विशेषज्ञता देने से कोई लाभ नहीं देख सकता। इसे किसी भिन्न फ़ंक्शन टेम्पलेट या गैर-टेम्पलेट फ़ंक्शन द्वारा ओवरलोड करना तर्कसंगत रूप से बेहतर है क्योंकि इसकी हैंडलिंग अधिक सहज है और यह समग्र रूप से अधिक शक्तिशाली है (प्रभावी रूप से टेम्पलेट को ओवरलोड करके, आपके पास टेम्पलेट का आंशिक विशेषज्ञता है, भले ही तकनीकी रूप से इसे आंशिक कहा जाता है आदेश)।

हर्ब सटर ने एक लेख Why not specialize function templates? लिखा है जहां वह या तो उन्हें अधिभारित करने या उन्हें लिखने के पक्ष में फ़ंक्शन टेम्पलेट्स को विशेषज्ञता प्रदान करता है ताकि वे केवल क्लास टेम्पलेट के स्थैतिक फ़ंक्शन पर आगे बढ़ सकें और इसके बजाय क्लास टेम्पलेट को विशेषज्ञता दे सकें।

Answer 4

मुझे यह बहुत महत्वपूर्ण लगता है। आप इसका उपयोग कर सकते हैं क्योंकि आप वर्चुअल विधि का उपयोग करेंगे। वर्चुअल तरीकों में कोई बिंदु नहीं होगा जब तक कि उनमें से कुछ विशिष्ट नहीं थे। मैंने इसे सरल प्रकारों (int, short, float) और ऑब्जेक्ट्स, ऑब्जेक्ट पॉइंटर्स और ऑब्जेक्ट रेफरेंस के बीच अंतर करने के लिए बहुत कुछ उपयोग किया है। एक उदाहरण serialize/unserialize तरीकों कि बुला वस्तुओं को क्रमानुसार/unserialize विधि है, जबकि साधारण प्रकार एक धारा के लिए सीधे लिखा जाना चाहिए द्वारा वस्तुओं को संभालने होगी।

Answer 5

टेम्पलेट विशेषज्ञता के लिए एक मामला ओवरलोडिंग के साथ संभव नहीं है टेम्पलेट मेटा-प्रोग्रामिंग के लिए है। निम्नलिखित पुस्तकालय से वास्तविक कोड है जो संकलन समय पर कुछ सेवाएं प्रदान करता है।

namespace internal{namespace os{ 
    template <class Os> std::ostream& get(); 

    struct stdout{}; 
    struct stderr{}; 

    template <> inline std::ostream& get<stdout>() { return std::cout; } 
    template <> inline std::ostream& get<stderr>() { return std::cerr; } 
}} 

// define a specialization for os::get() 
#define DEFINE_FILE(ofs_name,filename)\ 
    namespace internal{namespace os{      \ 
     struct ofs_name{         \ 
      std::ofstream ofs;        \ 
      ofs_name(){ ofs.open(filename);}      \ 
      ~ofs_name(){ ofs.close(); delete this; }     \ 
     };           \ 
     template <> inline std::ostream& get<ofs_name>(){ return (new ofs_name())->ofs; } \ 
    }}            \ 
    using internal::os::ofs_name; 

Answer 6

एक ही नाम पर एक से अधिक भार के समान काम करते हैं। विशेषज्ञता सटीक उसी चीज़, लेकिन विभिन्न प्रकारों पर करती है। अधिभारों का एक ही नाम है, लेकिन अलग-अलग क्षेत्रों में परिभाषित किया जा सकता है। एक टेम्पलेट को केवल एक गुंजाइश में घोषित किया जाता है, और एक विशेषज्ञता घोषणा का स्थान महत्वहीन होता है (हालांकि यह संलग्न नामस्थान के दायरे में होना चाहिए)।

उदाहरण के लिए, यदि आप std::swap का विस्तार अपने प्रकार का समर्थन करने के लिए, तुम इतनी विशेषज्ञता से, क्योंकि समारोह std::swap, नहीं बस swap नाम पर है, और <algorithm> में कार्य काफी विशेष रूप से ::std::swap(a, b); के रूप में यह कॉल करने के लिए सही होगा करना चाहिए। इसी प्रकार किसी भी नाम के लिए जो नामस्थानों पर अलियाकृत हो सकता है: नाम को अर्हता प्राप्त करने के बाद फ़ंक्शन को कॉल करना "कठिन" हो सकता है।

स्कॉइंग समस्या argument-dependent lookup द्वारा आगे उलझन में है। अक्सर एक अधिभार पाया जा सकता है क्योंकि इसे इसके तर्कों में से किसी एक के प्रकार के निकटता में परिभाषित किया जाता है। (उदाहरण के लिए, एक स्थिर सदस्य समारोह के रूप में।) इस से पूरी तरह से अलग कैसे टेम्पलेट विशेषज्ञता पाया जा होता है, जो केवल टेम्पलेट के नाम को देख, और फिर स्पष्ट विशेषज्ञता को देख एक बार टेम्पलेट लक्ष्य के रूप में चुना गया है के द्वारा होता है कॉल का

एडीएल के नियम मानक का सबसे भ्रमित हिस्सा हैं, इसलिए मैं इस पर निर्भरता से बचने के बहुमूल्य पर स्पष्ट विशेषज्ञता पसंद करता हूं।