C++ 对自定义函数的理解_C++_Templates_User Defined Functions

C++ 对自定义函数的理解

c++ templates

C++ 对自定义函数的理解,c++,templates,user-defined-functions,C++,Templates,User Defined Functions,创建一个位字段的UserArray，其声明如下：数组占用的大小将小于普通数组。假设我们需要一个包含20个标志（TRUE/FALSE）的数组。bool标志[20]将占用20字节的内存，而UserArray将占用4字节的内存使用类模板创建用户数组使用逐位运算符打包阵列还应实施平等操作 template<class T,int W,int L,int H>//i have used template<class T>

创建一个位字段的UserArray，其声明如下：数组占用的大小将小于普通数组。假设我们需要一个包含20个标志（TRUE/FALSE）的数组。

bool标志[20]

将占用20字节的内存，而

UserArray

将占用4字节的内存

使用类模板创建用户数组
使用逐位运算符打包阵列

还应实施平等操作

template<class T,int W,int L,int H>//i have used template<class T> 
                                   //but never used such way
class UserArray{ 
        //....                 
};        
typedef UserArray<bool,4,0,20> MyType;

template//我用过这个模板
//但从未用过这种方式
类UserArray{
//....                 
};        
typedef UserArray MyType；

其中：

T=数组元素的类型
W=数组元素的宽度，0
L=数组索引的下限（最好为零）
H=数组索引的上限

主程序：

int main() {
      MyType Display;  //typedef UserArray<T,W,L,H> MyType; defined above

      Display[0] = FALSE; //need to understand that how can we write this?
      Display[1] = TRUE; //need to understand that how can we write this?

      //assert(Display[0]);//commented once, need to understand above code first
      //assert(Display[1]);//commented once..
      //cout << “Size of the Display” << sizeof(Display);//commented once..
}

intmain（）{
MyType显示；//typedef UserArray MyType；已在上面定义
Display[0]=FALSE；//需要了解我们如何编写这个？
Display[1]=TRUE；//需要了解如何编写此代码？
//assert（Display[0]）；//注释一次，需要先理解上面的代码
//断言（显示[1]）；//注释一次。。
//coutW
、L
和H
是非类型模板参数。您可以使用常量值实例化模板（在编译时），例如：
template <int N>
class MyArray
{
public:
    float data[N];

    void print() { std::cout << "MyArray of size " << N << std::endl; }
};

MyArray<7> foo;
MyArray<8> bar;

foo.print();  // "MyArray of size 7"
bar.print();  // "MyArray of size 8"

模板
类MyArray
{
公众：
浮点数据[N]；
void print（）{std:：coutW
、L
和H
是非类型模板参数。您可以使用常量值实例化模板（在编译时），例如：
template <int N>
class MyArray
{
public:
    float data[N];

    void print() { std::cout << "MyArray of size " << N << std::endl; }
};

MyArray<7> foo;
MyArray<8> bar;

foo.print();  // "MyArray of size 7"
bar.print();  // "MyArray of size 8"

模板
类MyArray
{
公众：
浮点数据[N]；
void print（）{std:：cout这并不简单，特别是因为可以使用可变的位宽度
有一个常量字符位
，它是一个字节中的位数。通常是8，但可以大于8（但不能小于8）
我建议每个字节的元素数为CHAR\u-BIT/W
。例如，如果宽度为3
，CHAR\u-BIT
为8
，这可能会浪费一些位，但这已经够复杂了
然后，您需要定义运算符[]
来访问元素，并且可能需要进行一些修改来完成此操作。对于运算符[]的非常量版本
，当一个字节中有多个元素时，可能必须返回某种代理对象，并重写其运算符=
，以便将其写回数组中的相应位置
不过，这是一个很好的练习来解决这个问题。
这并不简单，特别是当您可以使用可变的位宽度时
有一个常量字符位
，它是一个字节中的位数。通常是8，但可以大于8（但不能小于8）
我建议每个字节的元素数为CHAR\u-BIT/W
。例如，如果宽度为3
，CHAR\u-BIT
为8
，这可能会浪费一些位，但这已经够复杂了
然后，您需要定义运算符[]
来访问元素，并且可能需要进行一些修改来完成此操作。对于运算符[]的非常量版本
，当一个字节中有多个元素时，可能必须返回某种代理对象，并重写其运算符=
，以便将其写回数组中的相应位置
不过，弄清楚这一点是一个很好的练习。
这里有一些代码实现了您所要求的功能，但下限固定为0。它还显示了运算符地址的一个罕见用例。如果您愿意，您可以更进一步，使此容器与STL算法兼容
#include <iostream>
#include <limits.h>
#include <stddef.h>

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArray;

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayProxy;

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayAddressProxy
{
public:
  typedef UserArray<T, WIDTH, SIZE> array_type;
  typedef UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> proxy_type;
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> this_type;

  UserArrayAddressProxy(array_type& a_, size_t i_) : a(a_), i(i_) {}
  UserArrayAddressProxy(const this_type& x) : a(x.a), i(x.i) {}

  proxy_type operator*() { return proxy_type(a, i); }

  this_type& operator+=(size_t n) { i += n; return *this; }
  this_type& operator-=(size_t n) { i -= n; return *this; }

  this_type& operator++() { ++i; return *this; }
  this_type& operator--() { --i; return *this; }

  this_type operator++(int) { this_type x = *this; ++i; return x; }
  this_type operator--(int) { this_type x = *this; --i; return x; }

  this_type operator+(size_t n) const { this_type x = *this; x += n; return x; }
  this_type operator-(size_t n) const { this_type x = *this; x -= n; return x; }

  bool operator==(const this_type& x) { return (&a == &x.a) && (i == x.i); }
  bool operator!=(const this_type& x) { return !(*this == x); }
private:
  array_type& a;
  size_t i;
};


template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayProxy
{
public:
  static const size_t BITS_IN_T = sizeof(T) * CHAR_BIT;
  static const size_t ELEMENTS_PER_T = BITS_IN_T / WIDTH;
  static const size_t NUMBER_OF_TS = (SIZE - 1) / ELEMENTS_PER_T + 1;
  static const T MASK = (1 << WIDTH) - 1;

  typedef UserArray<T, WIDTH, SIZE> array_type;
  typedef UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> this_type;
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> address_proxy_type;

  UserArrayProxy(array_type& a_, int i_) : a(a_), i(i_) {}

  this_type& operator=(T x)
  {
    a.write(i, x);
    return *this;
  }

  address_proxy_type operator&() { return address_proxy_type(a, i); }

  operator T()
  {
    return a.get(i);
  }
private:
  array_type& a;
  size_t i;
};

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArray
{
public:
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> ptr_t;

  static const size_t BITS_IN_T = sizeof(T) * CHAR_BIT;
  static const size_t ELEMENTS_PER_T = BITS_IN_T / WIDTH;
  static const size_t NUMBER_OF_TS = (SIZE - 1) / ELEMENTS_PER_T + 1;
  static const T MASK = (1 << WIDTH) - 1;

  T operator[](size_t i) const
  {
    return get(i);
  }

  UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> operator[](size_t i)
  {
    return UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE>(*this, i);
  }

  friend class UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE>;
private:
  void write(size_t i, T x)
  {
    T& element = data[i / ELEMENTS_PER_T];
    int offset = (i % ELEMENTS_PER_T) * WIDTH;
    x &= MASK;
    element &= ~(MASK << offset);
    element |= x << offset;
  }

  T get(size_t i)
  {
    return (data[i / ELEMENTS_PER_T] >> ((i % ELEMENTS_PER_T) * WIDTH)) & MASK;
  }
  T data[NUMBER_OF_TS];
};

int main()
{
  typedef UserArray<int, 6, 20> myarray_t;
  myarray_t a;
  std::cout << "Sizeof a in bytes: " << sizeof(a) << std::endl;
  for (size_t i = 0; i != 20; ++i) { a[i] = i; }
  for (size_t i = 0; i != 20; ++i) { std::cout << a[i] << std::endl; }
  std::cout << "We can even use address_of operator: " << std::endl;
  for (myarray_t::ptr_t e = &a[0]; e != &a[20]; ++e) { std::cout << *e << std::endl; }
}

#包括
#包括
#包括
模板
类用户数组；
模板
类UserArrayProxy；
模板
类UserArrayAddressProxy
{
公众：
typedef UserArray_类型；
typedef UserArrayProxy_类型；
typedef UserArrayAddressProxy此_类型；
UserArrayAddressProxy（数组类型和大小）：a（a），i（i）{
UserArrayAddressProxy（const this_type&x）：a（x.a），i（x.i）{
代理类型运算符*（）{返回代理类型（a，i）；}
this_type&运算符+=（size_t n）{i+=n；返回*this；}
this_type&运算符-=（size_t n）{i-=n；返回*this；}
this_type&operator++（）{++i；返回*this；}
this_type&运算符--（）{--i；返回*this；}
this_type运算符++（int）{this_type x=*this；++i；返回x；}
this_type运算符--（int）{this_type x=*this；--i；返回x；}
this_type操作符+（size_t n）const{this_type x=*this；x+=n；返回x；}
this_-type运算符-（size_t n）const{this_-type x=*this；x-=n；返回x；}
布尔运算符==（const this_type&x）{return（&a==&x.a）&&（i==x.i）}
布尔运算符！=（const this_type&x）{return！（*this==x）；}
私人：
数组类型&a；
尺寸i；
};
模板
类UserArrayProxy
{
公众：
静态常量大小\u t位\u IN\u t=sizeof（t）*字符位；
静态常量大小\u t元素每\u t=位\u IN\u t/宽度；
静态常量大小\u t数量\u t=（大小-1）/每个元素\u t+1；
static const T MASK=（1这里有一些代码实现了您所要求的功能，但下限固定为0。它还显示了运算符地址_的一个罕见用例。如果您愿意，您可以更进一步，使此容器与STL算法兼容
#include <iostream>
#include <limits.h>
#include <stddef.h>

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArray;

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayProxy;

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayAddressProxy
{
public:
  typedef UserArray<T, WIDTH, SIZE> array_type;
  typedef UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> proxy_type;
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> this_type;

  UserArrayAddressProxy(array_type& a_, size_t i_) : a(a_), i(i_) {}
  UserArrayAddressProxy(const this_type& x) : a(x.a), i(x.i) {}

  proxy_type operator*() { return proxy_type(a, i); }

  this_type& operator+=(size_t n) { i += n; return *this; }
  this_type& operator-=(size_t n) { i -= n; return *this; }

  this_type& operator++() { ++i; return *this; }
  this_type& operator--() { --i; return *this; }

  this_type operator++(int) { this_type x = *this; ++i; return x; }
  this_type operator--(int) { this_type x = *this; --i; return x; }

  this_type operator+(size_t n) const { this_type x = *this; x += n; return x; }
  this_type operator-(size_t n) const { this_type x = *this; x -= n; return x; }

  bool operator==(const this_type& x) { return (&a == &x.a) && (i == x.i); }
  bool operator!=(const this_type& x) { return !(*this == x); }
private:
  array_type& a;
  size_t i;
};


template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArrayProxy
{
public:
  static const size_t BITS_IN_T = sizeof(T) * CHAR_BIT;
  static const size_t ELEMENTS_PER_T = BITS_IN_T / WIDTH;
  static const size_t NUMBER_OF_TS = (SIZE - 1) / ELEMENTS_PER_T + 1;
  static const T MASK = (1 << WIDTH) - 1;

  typedef UserArray<T, WIDTH, SIZE> array_type;
  typedef UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> this_type;
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> address_proxy_type;

  UserArrayProxy(array_type& a_, int i_) : a(a_), i(i_) {}

  this_type& operator=(T x)
  {
    a.write(i, x);
    return *this;
  }

  address_proxy_type operator&() { return address_proxy_type(a, i); }

  operator T()
  {
    return a.get(i);
  }
private:
  array_type& a;
  size_t i;
};

template<class T, size_t WIDTH, size_t SIZE>
class UserArray
{
public:
  typedef UserArrayAddressProxy<T, WIDTH, SIZE> ptr_t;

  static const size_t BITS_IN_T = sizeof(T) * CHAR_BIT;
  static const size_t ELEMENTS_PER_T = BITS_IN_T / WIDTH;
  static const size_t NUMBER_OF_TS = (SIZE - 1) / ELEMENTS_PER_T + 1;
  static const T MASK = (1 << WIDTH) - 1;

  T operator[](size_t i) const
  {
    return get(i);
  }

  UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE> operator[](size_t i)
  {
    return UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE>(*this, i);
  }

  friend class UserArrayProxy<T, WIDTH, SIZE>;
private:
  void write(size_t i, T x)
  {
    T& element = data[i / ELEMENTS_PER_T];
    int offset = (i % ELEMENTS_PER_T) * WIDTH;
    x &= MASK;
    element &= ~(MASK << offset);
    element |= x << offset;
  }

  T get(size_t i)
  {
    return (data[i / ELEMENTS_PER_T] >> ((i % ELEMENTS_PER_T) * WIDTH)) & MASK;
  }
  T data[NUMBER_OF_TS];
};

int main()
{
  typedef UserArray<int, 6, 20> myarray_t;
  myarray_t a;
  std::cout << "Sizeof a in bytes: " << sizeof(a) << std::endl;
  for (size_t i = 0; i != 20; ++i) { a[i] = i; }
  for (size_t i = 0; i != 20; ++i) { std::cout << a[i] << std::endl; }
  std::cout << "We can even use address_of operator: " << std::endl;
  for (myarray_t::ptr_t e = &a[0]; e != &a[20]; ++e) { std::cout << *e << std::endl; }
}

#包括
#包括
#包括
模板
类用户数组；
模板
类UserArrayProxy；
模板
类UserArrayAddressProxy
{
公众：
typedef UserArray_类型；
typedef UserArrayProxy_类型；
typedef UserArrayAddressProxy此_类型；
UserArrayAddressProxy（数组类型和大小）：a（a），i（i）{
UserArrayAddressProxy（const this_type&x）：a（x.a），i（x.i）{
代理类型