【C++】编写通用模板代码的重要技巧:T()

const T& val = T()

以下是vector类模拟实现中 resize() 部分代码:

cpp 复制代码
/* resize */
// val不能给0,因为不知道T的类型,所以给一个T的缺省值
void resize(size_t n, const T& val = T())
{
        // 缩小size
        if (n < size())
                _finish = _start + n;
        else // 增大size
        {
                // 假如需要扩容
                if (n > capacity())
                {
                        reserve(n);
                }

                while (_finish < _start + n)
                {
                        *_finish = val;
                        ++_finish;
                }
        }
}

const T& val = T() 的含义

这行代码实际上包含了三个关键概念:

1. T() - 值初始化

  • T() 表示创建一个类型为 T 的临时对象,并使用值初始化

  • 对于内置类型(如 int, double, 指针 等),T() 会将其初始化为零值:

    • int()0

    • double()0.0

    • char()'\0'

    • 指针()nullptr

  • 对于类类型,T() 会调用默认构造函数

2. const T& - 常量引用

  • 使用常量引用可以避免不必要的对象拷贝

  • 常量引用可以绑定到临时对象(如 T() 创建的对象)

3. = T() - 默认参数

  • 这是函数的默认参数,如果调用时不提供这个参数,就使用 T() 作为默认值

为什么要这样设计?

通用性

由于 vector 是模板类,需要处理任意类型 T

  • 如果是 vector<int>T() 就是 0

  • 如果是 vector<string>T() 就是空字符串

  • 如果是 vector<MyClass>T() 会调用 MyClass 的默认构造函数

示例代码:

cpp 复制代码
vector<int> v1;
v1.resize(10);        // 使用默认值 int() = 0,所有新元素初始化为0

vector<double> v2;
v2.resize(5);         // 使用默认值 double() = 0.0

vector<string> v3;
v3.resize(3);         // 使用默认值 string() = 空字符串// 也可以显式指定值
v1.resize(15, 100);   // 新元素初始化为100
v3.resize(5, "hello");// 新元素初始化为"hello"

为什么不能直接用 0

为什么不能写成 void resize(size_t n, const T& val = 0)

这是因为:

  1. 类型不匹配:如果 Tstring0 不是有效的字符串值

  2. 缺乏通用性:不是所有类型都能从 0 构造

  3. 编译错误:对于不能从 0 转换的类型,代码无法编译

T() 为每种类型提供了最合适的"零值"或默认值,保证了代码的通用性和类型安全。

总结

const T& val = T() 是一个巧妙的设计:

  1. 通用:适用于任何类型 T

  2. 高效:使用引用避免拷贝

  3. 安全:提供类型安全的默认值

  4. 灵活:允许调用者提供自定义值,也有合理的默认值

这种写法在STL和现代C++库中非常常见,是编写通用模板代码的重要技巧之一。

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