C++的模板(九)：模板的实例化问题

前文子系统中的例子， SubSystem内部用了STL库的map模板:

template <class Event, class Response>
class SubSystem{
public:map<Event*, Response*>  table;
public:void bind(Event *e, Response *r);void unbind(Event *e);
public:int OnMessage(Event *e);
};

而作为Key来使用的Event类型，就事论事而言，到这里只是一个整数数据的简单包装：

class Event {
public:int ev_id;~Event(){printf("~Event(id_%d)\n", ev_id);}
};

那么直接用Event类而不是用Event指针来构造map是不是更有效？确实。在不考虑将来有Event派生类的情况下，在这个例子可以这样改进。这样：

template <class Event, class Response>
class SubSystem{
public:map<Event, Response*>  table;
public:void bind(Event *e, Response *r);void unbind(Event *e);
public:int OnMessage(Event *e);
};

同时，成员函数中指针的使用也要相应调整。这样SubSystem类就改完了。编译… 。预计直接通过，但编译报了很多错，刷了几屏都翻不过来… 。用过STL库工程师们都有过这种经验吧!

什么原因呢，STL中的容器，对用作key的类型是有些讲究的，key必须能够比较，而这里的Event类没写“operator<”运算。这就导致模板对key引用发生问题，模板内的一些函数或变量没法生成，发生雪崩效应，进而导致更多的引用错误报出来。编程中遇到这种情况，不用紧张，报的都是虚假的错误，只要找到模板的参数类，看看哪里没写完整，轻轻一改所有错误就会立即消失。

这里检查看到是Event类少了“operator<”运算符重载引起的问题。加上它就行了。几百个错误，两三句话就改完了：

class Event {
public:int ev_id;~Event(){printf("~Event(id_%d)\n", ev_id);}bool operator<(const Event &e) const { return ev_id<e.ev_id; }
}；

当然这不是唯一的办法。如果不想改Event ，改less也可以。错误都是因为缺少“operator<”运算符，模板中的less实例化失败引起的。接着产生了连锁反应。直接把针对 Event的特殊的less加上就解决了问题。用less特化。因为less是std名称空间定义的模板，特化需要在同一名称空间进行：

class Event {
public:int ev_id;~Event(){printf("~Event(id_%d)\n", ev_id);}
}；
namespace std{
template <>
struct less<Event> {bool operator()(const Event &e, const Event &e1) const {return e.ev_id<e1.ev_id;}
};
}

这样Event就不用改。或者，不从std名称空间改，重开一个less模板，如果参数类型是Event就特化，否则，就继承 std::less模板(是的，继承就不用写代码了)，等等，都行：

namespace dts {
template <typename T>
struct less : std::less<T> {
};
template <>
struct less<Event> {bool operator()(const Event &e, const Event &e1) const {return e.ev_id<e1.ev_id;}
};
}template <class Event, class Response>
class SubSystem{
public:map<Event, Response*，dts::less<Event> >  table;
public:void bind(Event *e, Response *r);void unbind(Event *e);
public:int OnMessage(Event *e);
};

map模板是可以重新设置less参数的。这样，问题就解决了。

另外，还有个更狠的办法，可以叫编译器立即闭嘴。向STL容器传入自定义类型的指针，而不是自定义类型本身。因为指针直接带有容器需要的所有运算符，这样编译器就再也不会报错了。

但这样容器的find函数也就不能再用了。恰好子系统的例子中就有一个这样的find，现在就来看看find:

Event *find(list<Event*> &l, Event &e)
{list<Event*>::iterator i;for(i=l.begin(); i!=l.end(); i++) {if ((*i)->ev_id==e.ev_id) return *i;}return 0;
}

list中存的是Event的指针，STL库的find需要相同的类型，也就是用Event的指针去找，如果找到，就给你一个你本来就已经有了的Event指针。看起来这像个悖论。但库的逻辑就是这样。所以子系统的例子就自己写了一个find。

如果不想自己写，还可以用STL库的find_if模板。它有个pred参数。这是重载了()运算符的仿函数。仿函数唯一的功能就是重载了()运算符。除此以外就是初始化。下面的Match就是仿函数，用来匹配find_if模板的pred参数:

struct Match {Event ev;bool operator()(Event* e) {return ev.ev_id==e->ev_id;}
};
Event *find(list<Event*> &l, Event &e)
{list<Event*>::iterator i;Match m;m.ev=e;i = std::find_if(l.begin(), l.end(), m);if(i!=l.end())return *i;return 0;
｝

find_if的比较就很灵活了。但现在Match出现在全局名称空间。如果不想这个小不点污染名称空间，可以把它挪到任何一个关联的类里面去。而class　Event看起来最合适。这就把它挪过去：

class Event {
public:int ev_id;~Event(){printf("~Event(id_%d)\n", ev_id);}struct Match {Event *ev;bool operator()(Event* e) {return ev->ev_id==e->ev_id;}};
};

看起来最合适，却需要改一改。因为放在这里 Event成了未定义完成的类， Match中不能直接用，所以改成用它的指针。相关代码也调整一下。这样就好了。

当然也可以向pred传入普通的比较函数，但find_if只向它传一个参数，另一个参数要自己想办法了：

Event *find(list<Event*> &l, Event &e)
{iterator i;static int ev_id;struct Match{static bool p(Event *e)  {return ev_id==e->ev_id;}};ev_id=e.ev_id;i = std::find_if(l.begin(), l.end(), Match::p);if( i!=l.end()) return *i;return 0;
}

如果也不想用这种方法，还有没有别的办法？答案是，有的。最后还是可以回到STL的标准的find上来。直接用当然是不行，但是可以重载iterator迭代器：

class iterator: public list<Event*>::iterator{
public:Event& operator*() {return *(list<Event*>::iterator::operator*());}iterator &operator=(list<Event*>::iterator i) {list<Event*>::iterator::operator=(i);return *this;}
} ;Event *find(list<Event*> &l, Event &e)
{::iterator i, begin, end;begin= l.begin();end= l.end();i= std::find(begin, end, e);if(i!=end) return &*i;return 0;
}

iterator 这个名字跟std预定义的名字冲突了。所以用的时候带上了作用域分辨符，否则就不是这里的class iterator了。因为重载了*，return &*i;　意思就不是return i; 了。最后编译后报告Event类型少了个==运算，把它补上。这样也通过了。