具有模板化成员函数的类，是同一个类

Class with templated member function, is the same class?

本文关键字：同一个 函数 成员      更新时间：2023-10-16

我对模板化成员函数有点困惑，假设我们有一些带有模板化成员函数的奇怪结构，如下所示：

struct Foo
{
    template <typename T> void f(T t) {};
};

然后，我们将该结构存储到某个标准容器中：

std::vector<Foo> V;
V.push_back(Foo());
V.push_back(Foo());
V.push_back(Foo());
V.push_back(Foo());

接下来;让我们调用模板化成员函数的不同实例：

V.at(0).f<int>(1);
V.at(0).f<char>(2);
V.at(1).f<float>(3.4f);
V.at(2).f<double>(5.6);
V.at(3).f<long>(7);

最后，问题：

¿Foo 类的所有实例都来自同一个类？ 答案似乎是肯定的，但是...第一个 Foo 实例末尾有两个 f 成员函数的重载：

[0] Foo::f(int t);
[0] Foo::f(char t);

另一方面，其他 Foo 实例似乎只有一个版本的 f 函数。因此，由于成员函数的差异，显然每个实例的基本类型是不同的。

[1] Foo::f(float t);
[2] Foo::f(double t);
[3] Foo::f(long t);

显然，我们只能从第一个Foo实例中获取Foo：：f（int t）函数的地址，因为该函数只属于该实例;其他函数也是如此。

提前谢谢。

所有重载都是由 Foo::f 成员函数的编译器生成的，您可以将其视为手动编写了所有重载。

重载生成（模板实例化）不是基于实例的，

而是基于类的，类本身会得到所有模板实例化（就像在类的主体中编写了不同类型的所有重载一样，对于给定的类型 T）

所以在你的情况下：

struct Foo 
{     
   template <typename T> void f(T t) {}; 
};

将成为（概念上）

struct Foo 
{     
   void f<int>(int t) {}; 
   void f<char>(char t) {}; 
   void f<float>(float t) {}; 
   ...
   /// all the other uses of f with different types, anywhere in your code.
};

这是人们反对模板的原因之一，它被称为"代码膨胀"。

¿Foo 类的所有实例都来自同一个类？ 答案似乎是肯定的

是的，所有实例都属于同一类型。

但。。。第一个 Foo 实例末尾有两个 f 成员函数的重载

重载是按类型，而不是按实例。该类型将包含所有重载，而不考虑实例化模板函数的对象。

显然，我们只能从第一个Foo实例中获取Foo：：f（int t）函数的地址，因为该函数只属于该实例;其他函数也是如此。

它们由编译器实例化（编译为二进制代码），其中不是一个正确的问题（二进制文件除外）。成员函数的地址只能从类中获取，而不能从任何实例中获取，正如我已经提到的，成员函数是按类型获取的，而不是按类型的实例获取的。

所有Foo实例都具有所有重载，并且它们都是同一类型Foo因为本身不是模板类。

函数在编译时在目标代码中实例化。

让我们看一个不同的例子：

struct Foo
{
    void f(int);
    void f(double);
};
// ...
Foo foo1, foo2;
foo1.f(3);
foo2.f(3.0);

这与您自己的版本完全类似，只是编译器不会创建方法 f() 的新实例化。 我们只在foo1上调用方法f(int)，只在foo2上调用方法f(double)。 你认为它们现在有不同的类型，只是因为我们没有在每个实例上调用所有方法吗？

方法与类相关联，而不是与实例相关联。 代码生成的所有方法重载都是类 Foo 的方法，并且所有实例都具有相同的类型。

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