C++模板元编程

昨天WL发给我一段我觉得很“奇怪”的C++代码。。当时没看太懂，后来问了才知道是叫做模板元编程。

 

   template <unsigned long N>
   struct binary
   {
       static unsigned const value
          = binary<N/10>::value << 1   // prepend higher bits
            | N%10;                    // to lowest bit
   };

   template <>                           // specialization
   struct binary<0>                      // terminates recursion
   {
       static unsigned const value = 0;
   };

 

觉得很新奇，于是乎索要了一本电子书，名为《Addison.Wesley. C++.Template.Metaprogramming》。

把第一章稍微看了一下，有点点晕菜，不过大概了解了模板元编程。

 

这本书不决定继续看下去，因为我觉得这种太技术底层的东西，需要用的时候再学吧。否则的话，知道这个技术，知道它能干嘛——就OK了。用某些专家的话说“研究C++就是浪费生命。”——虽然很偏激，但是有时候参考一下还是有道理的。

 

现在总结如下：

 

元编程(metaprogram)，按字面上意思说就是“程序的程序”，它是一段程序，用来处理其他程序。比如咱们的编译器，可以处理咱们的代码成中间语言或者机器语言。YACC就是一个典型的代表。

 

元编程在C++中的具体体现是可以使用模板来实现。一般由算法构成模板和特化模板组成。算法构成模板用来描述具体解决方法，特化用来终结模板算法。

比如上面那段程序，前一段binary可以启动具体算法，而后面的binary<0>就是它的一个终结特化。

整个程序可以用来计算二进制转十进制，如 int k = binary<1001>::value 则可以得到二进制数1001转化为10进制的结果。

 

元编程有什么好处？

—— 它能打破编译器对你程序特性的限制，可以将一些计算移到编译时期(compile-time)，节省在运行时(runtime)的计算时间。

所以我觉得它非常适合于封装底层代码，这样能极大效率的提高上层复用时的效率。将计算在编译期搞定。

 

另外C++的“准标准库”boost中提供了一个模板元编程的框架，叫MPL（Boost Metaprogramming Library），据说非常优美，我是没空去看了……

 

 

总之我觉得最大的亮点就是C++的模板元编程提供了可以在编译级别解决问题的方法，但其也有局限性，比如计算的肯定是内部生成的数据，而不能引用外部变量。——所以很适合底层封装度高的程序，上层会很受益。