LG

• Avantages
  • Pas besoin d'avoir d'un coté la déclaration des classes (entête) et de l'autre l'implémentation.
  • Pour les templates, le compilateur va générer automatiquement le code pour chaque symbole pour chaque variante d'un template. En mettant le code dans l'entête, on est sûr de ne pas avoir des undefined reference to XXX en oubliant d'instancier un template extern.
  • Pas besoin d'utiliser des extern template.
• Inconvénient
  • Les fichiers entête sont plus dur à lire pour trouver la liste des méthodes publiques. Sinon, il est possible de déclarer les méthodes dans la classe et de définir les méthodes inline en dessous de la classe.
  • Le compilateur va générer le code des fonctions dans chaque fichier source où le template est utilisé.
  • Le nombre de fichiers inclus dans les entêtes sera (sauf exception) plus important que si on avait laissé uniquement la déclaration de la classe dans le fichier entête. En effet, certains entrées ne sont peut-être nécessaire que pour l'implémentation et par pour le prototype des méthodes.
  • Le lieur va avoir de nombreux fichiers objets ayant les mêmes symboles de type Weak. Il va donc devoir faire beaucoup de nettoyage et le compilateur aura beaucoup travaillé pour rien. Pire, si le code de la méthode template est dépendant d'une macro qui varie entre plusieurs fichiers cpp, seules une des implémentations sera retenue puis généralisée.

C'est possible de ne pas être obligé de rendre inline toutes les méthodes d'une classe template. Mais il faut alors explicitement indiquer quelles combinaisons class / template seront utilisées par un template class XX<YY>;

Splitting templated C++ classes into .hpp/.cpp files--is it possible? Archive du 27/08/2019

template.h

template<class X>
class T
{
public:
   void fff();
};

template_impl.cc

#include "template.h"
 
template<class X>
void T<X>::fff() {}
 
template class T<int>;

<note important>Si on décide de mettre le template class dans le même fichier que le .cc, il est indispensable de le mettre tout en bas du fichier, après la définition de toutes les fonctions sinon les fonctions qui peuvent être inline ne seront pas conservées en symbole.</note>

main.cc

#include "template.h"
 
extern template class T<int>();
 
int main()
{
  T<int> tint;
  return tint.retval();
}

typeid(T).name();

How to convert typename T to string in c++ Archive du 04/09/2019

type_name.h Archive du 04/09/2019

Is it possible to print a variable's type in standard C++? Archive du 04/09/2019

Decorator Pattern Explained with C++ sample Archive du 31/10/2016 le 05/02/2020

• implicit return type

#include <iostream>
#include <memory>
 
struct Action1 { };
struct Action2 { };
 
class Classe
{
public:
    // Default template.
    template<class U, class ...Args>
    auto go(Args ...args)
    {
        //static_assert(false);
    }
};
 
// Action 1.
template<>
auto Classe::go<Action1>()
{
    std::cout << "coucouGo1" << std::endl;
}
 
// Action 2.
template<>
auto Classe::go<Action2>(int i)
{
    std::cout << "coucouGo2 : " << static_cast<unsigned char>(i) << std::endl;
    return static_cast<unsigned char>(i);
}
 
template <class T>
class Decorator
{
public:
    Decorator(std::unique_ptr<T> t):classe(std::move(t)) {}
 
    template<class U, class... Args>
    auto go(Args ...args)
    {
        std::cout << "coucouDecorator" << std::endl;
        return classe->template go<U>(args...);
    }
    private:
        std::unique_ptr<T> classe;
};

• explicit return type

#include <iostream>
#include <memory>
 
struct Action1 { using Type = void; };
struct Action2 { using Type = char; };
 
class Classe
{
public:
    // Default template.
    template<class U, class T, class ...Args>
    T go(Args ...args)
    {
        //static_assert(false);
    }
};
 
// Action 1.
template<>
Action1::Type Classe::go<Action1>()
{
    std::cout << "coucouGo1" << std::endl;
}
 
// Action 2.
template<>
Action2::Type Classe::go<Action2>(int i)
{
    std::cout << "coucouGo2 : " << i << std::endl;
    return i;
}
 
template <class T>
class Decorator
{
public:
    Decorator(std::unique_ptr<T> t):classe(std::move(t)) {}
 
    template<class U, class... Args>
    auto go(Args ...args)
    {
        std::cout << "coucouDecorator" << std::endl;
        return classe->template go<U, typename U::Type>(args...);
    }
    private:
        std::unique_ptr<T> classe;
};

• main.cc

int main()
{
    Decorator<Classe> c(std::make_unique<Classe>());
    c.go<Action1>();
    c.go<Action2>(2);
}

#include <cstdio>
 
template <typename T>
constexpr T square(T x) {
  return x*x;
}
 
int main() {
  printf("%lf %d\n", square(3.4), square<int>(3.4));
  // 11.560000 9
}

• Template

fibonacci.cc

template <long N> struct fibonacci
{
  static const long value = fibonacci<N - 1>::value + fibonacci<N - 2>::value;
};
 
template <> struct fibonacci<1>
{
  static const long value = 1;
};
 
template <> struct fibonacci<2>
{
  static const long value = 1;
};
 
int main()
{
  long i = fibonacci<70>::value;
  return 0;
}

gcc et clang génère 190392490709135 avec succès.

• constexpr

fibonacci2.cc

constexpr long fib(long n)
{
  if (n <= 2) {
    return 1;
  }
  return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
 
int main()
{
  constexpr long i = fib(70);
  return 0;
}

gcc arrive à calculer jusqu'à la valeur 35 et clang jusqu'à 26. Au delà, il faut utiliser -fconstexpr-ops-limit= (2^25 par défaut) pour gcc et -fconstexpr-backtrace-limit=80 -fconstexpr-steps=2147483647 pour clang.

<note important>Le code est beaucoup moins optimisé dans cette version avec constexpr. Il aurait fallu d'abord remplir un tableau de 70 valeurs (ce que fait le compilateur dans la première version en calculant les static value) ce qui aurait permis d'éviter d'avoir une récursion très longue de 70 étapes. </note>

• Template

CppCon 2016: Peter Gottschling “How bad is Meta-Programming still today?"

C++11 Template Metaprogramming — Compile Time Computations Archive du 21/12/2014 le 17/01/2020

prime.cc

#include <type_traits>
 
template <int N>
struct Sqrt {
    template <int lo, int hi>
    struct Helper {
        static const int mid = (lo + hi + 1) / 2;
        static const int value = std::conditional < (N / mid < mid), Helper < lo, mid - 1 >, Helper <mid, hi> >::type::value;
    };
    template <int n>
    struct Helper <n, n> {
        static const int value = n;
    };
    static const int value = Helper <0, N>::value;
};
 
template <long x, long max_odd> struct is_prime_to_max_odd {
  static bool const value = x % max_odd != 0 &&
      is_prime_to_max_odd<x, max_odd-2>::value;
};
 
template <long x> struct is_prime_to_max_odd<x, 1> : std::true_type {};
 
template <long x> struct max_prime_compare {
  static long const tmp = Sqrt<x>::value, value = tmp % 2 == 0 ? tmp + 1 : tmp + 2;
};
 
template <long x, bool disable> struct check_odd {
  static bool const value = is_prime_to_max_odd<x, max_prime_compare<x>::value>::value;
};
 
template <long x> struct check_odd <x, true> {
  static bool const value = false;
};
 
template <long x> struct is_prime {
  static bool const value = check_odd<x, x%2==0>::value;
};
 
template <> struct is_prime <1> : std::false_type {};
template <> struct is_prime <2> : std::true_type {};
 
int main() {
  bool b49991 = is_prime<49991>::value;
  bool b49992 = is_prime<49992>::value;
  bool b49993 = is_prime<49993>::value;
  return 0;
}

gcc et clang arrive à calculer à la compilation.

C'est impossible. Il faut que la méthode de base appelle une méthode spécifique.

template<typename T>
void baseF(T t) { ... }
 
template<typename T>
void F(T t) { baseF<T>(t); }
 
template<>
void F<int>(int t) { baseF<int>(t); }

How to call generic template function in a specialization version Archive du 13/07/2011 le 06/02/2020

Comme on veut.

Personnellement, j'utilise toujours typename.

• Exemples possibles :

template<class T> class A{};
template<typename T> class B{};
 
template<template<typename> class T> class D{};
template<template<class> class T> class F{};
// Ci-dessous seulement à partir de C++17.
template<template<typename> typename T> class C{};
template<template<class> typename T> class E{};

Difference of keywords 'typename' and 'class' in templates? Archive du 07/01/2010 le 21/02/2020

Dans tous les exemples ci-dessous, il faut précéder par le code :

#include <iostream>
#include <tuple>
 
class A {
 public:
  static void f() { std::cout << "A\n"; };
};
 
class B {
 public:
  static void f() { std::cout << "B\n"; };
};

Les types à parcourir sont mis dans le template.

template <typename Arg, typename... Args>
void ff() {
  Arg::f();
  if constexpr (sizeof...(Args) != 0) ff<Args...>();
}
 
int main() {
  ff<A, B>();
}

Le using est un std::tuple avec les types à l'intérieur.

Ici, le std::tuple est passé comme argument.

template <typename T, typename... Ts>
void f(std::tuple<T, Ts...> y)
{
  T::f();
  if constexpr (sizeof...(Ts) != 0) f(std::tuple<Ts...>{});
}
 
int main() {
  using Types = std::tuple<A, B>;
 
  f(Types{});
}

template <typename T, typename... Ts>
struct AA {};
 
template <typename T, typename... Ts>
struct AA<std::tuple<T, Ts...>> {
  static void ff() {
    T::f();
    if constexpr (sizeof...(Ts) != 0) AA<std::tuple<Ts...>>::ff();
  }
};
 
int main() {
  using Types = std::tuple<A, B>;
 
  AA<Types>::ff();
}

Il est possible de s'affranchir de constexpr en ajoutant une nouvelle spécialisation de fin de récursion.

template <typename T, typename... Ts>
struct AA {};
 
template <typename T, typename... Ts>
struct AA<std::tuple<T, Ts...>> {
  static void ff() {
    T::f();
    AA<std::tuple<Ts...>>::ff();
  }
};
 
template <>
struct AA<std::tuple<>> {
  static void ff() {
  }
};

Je suis obligé de passer par une classe. Je n'arrive pas à le faire avec des fonctions :

template <typename T, typename... Ts>
void ff() {};
 
// gcc : error: non-class, non-variable partial specialization 'ff<std::tuple<_El0, _El ...> >' is not allowed
// clang : error: function template partial specialization is not allowed
// msvc : error C2995: 'void ff(void)': function template has already been defined
 
template <typename T, typename... Ts>
void ff<std::tuple<T, Ts...>>(){}

template <typename... Ts>
struct AA2 {};
 
template <typename... Ts>
struct AA2<std::tuple<Ts...>> {
  static void ff() {
    (Ts::f(), ...);
  }
};
 
int main() {
  using Types = std::tuple<A, B>;
 
  AA2<Types>::ff();
}