(原創) 淺談泛型程式設計 (C/C++) (template)

冷不防 2022-03-27 10:10 196阅读 0赞

泛型對於C\#、Java程序員，泛型是個完全陌生的領域，但對C++程序員，若不懂泛型，幾乎看不懂一些新的程式和範例，新的C++程式幾乎全都用泛型改寫，事實上，C++社群這幾年關心的，已經不是OOP和Design Pattern了，身為第一個普及化的OOP語言，OOP和Design Pattern已經談了20年，已經談爛了，轉而關注的是泛型程式設計,GP(Generic Programming)領域。

我們回想看看OOP出了哪些問題?OOP讓我們可以大量的自訂型別，模擬真實世界的物件型態，對於大型程式來說，OOP設計的確讓程式更容易維護，也增加了可再利用性，但OOP的設計方式，有著嚴重的門戶之見，如有很多class都須具備find() member function，但這些class之間又沒有任何關係，所以如Inheritance、Composite等技巧又不能使用，最後只能在每個class都去寫find()，這樣非常的沒有生產力，假如我能寫一個find() function，能處理全部所有的object，這種『一槍斃命』的解決方式，是不是非常的吸引人?

是的，GP就是想打破OOP門戶之見的思維，試著處理『所有的物件(型別)』，C++就是靠template來達成GP，什麼是template呢?簡單的說，template就是對既有的object再做一次封裝，變成一個新的object，等事情處理完後，再還原成原來的object，舉個例子，當我們登上太空梭，穿上『太空衣』後，我們就變成了『太空人』，此時太空梭上所有的設施都是針對我這個太空人設計的，而不管原本我是中國人還是美國人，都一樣適用，當我下了太空梭，脫下太空衣後，我就變成原來的中國人了。

GP簡單的說就是這樣子，我們設計的『太空梭』function template為了能適用於所有的人種object，我們設計了一件『太空衣』class template，當object套上class template後，就成了『太空人』，而function template中所有的操作都只能針對穿過太空衣的『太空人』操作，而不能針對這個人原本的特性，如此就能保證function template能適用於所有object。

或許你會問，若真的還是得對原本物件操作呢?這是違反GP的原則，但還是有變通的方式，就是設計另外一件太空衣class template，由太空衣去控制元本物件的操作，但function template還是只能控制太空人而已，如此就不違反GP的原則了。

GP的威力就在打破OOP型別的分隔，透過template再次封裝，一次處理所有物件，這是我由STL這個用GP打造的Framework所領悟到的，不過我的GP功力尚淺，或許還有更具威力的應用，但每次看到STL algorithm能適用於所有的Container，就覺得不可思議，在OOP中，傳入傳出的參數，都要嚴格的限定型別，最多使用overload，但還是得為每一個型別寫一個function，但在GP下，一個function就處理掉所有型別了，不僅節省開發時間，而學習也方便，因為只要學習一次，就能套用所有object了。

以上的解釋若有任何錯誤，歡迎指證告訴我，希望如此淺顯的解釋，仍讓您大概了解什麼是GP。