c++ - C++ 编译器会为每个模板类型生成代码吗？

Question

我有两个关于 C++ 模板的问题。假设我已经编写了一个简单的列表，现在我想在我的程序中使用它来存储指向不同对象类型(A*、B* ... ALot*)的指针。我的同事说，对于每种类型，都会生成一段专用代码，即使所有指针实际上都具有相同的大小。

如果这是真的，有人能解释一下为什么吗？例如，在 Java 中，泛型与 C++ 中的指针模板具有相同的目的。泛型仅用于预编译类型检查，并在编译前被剥离。当然，所有内容都使用相同的字节码。

第二个问题是，char和short是否也会生成专用代码(考虑到它们都具有相同的大小并且没有专门化)。

如果这有什么不同，我们正在谈论嵌入式应用程序。

我发现了一个类似的问题，但没有完全回答我的问题:Do C++ template classes duplicate code for each pointer type used?

非常感谢!

Answer 1

I have two questions about templates in C++. Let's imagine I have written a simple List and now I want to use it in my program to store pointers to different object types (A*, B* ... ALot*). My colleague says that for each type there will be generated a dedicated piece of code, even though all pointers in fact have the same size.

是的，这相当于把两个函数都写好了。

一些链接器会检测到相同的函数，并消除它们。一些库知道它们的链接器没有此功能，并将通用代码分解为单个实现，仅在通用代码周围留下一个强制转换包装器。即 std::vector<T*>特化可以将所有工作转发给std::vector<void*>然后在出去的路上施法。

现在，comdat 折叠很微妙:让你认为相同的函数相对容易，但最终却不相同，所以生成了两个函数。作为玩具示例，您可以通过 typeid(x).name() 打印类型名称。 .现在每个版本的功能都是不同的，它们不能被淘汰。

在某些情况下，您可能会认为这是一个不同的运行时属性，因此会创建相同的代码，并删除相同的函数——但聪明的 C++ 编译器可能会弄清楚您做了什么，使用 as-if 规则并将其变成编译时检查，并阻止不完全相同的函数被视为相同。

If this is true, can somebody explain me why? For example in Java generics have the same purpose as templates for pointers in C++. Generics are only used for per-compile type checking and are stripped down before compilation. And of course the same byte code is used for everything.

不，他们不是。泛型大致相当于C++的类型删除技术，比如what std::function<void()>确实存储任何可调用对象。在 C++ 中，类型删除通常通过模板完成，但并非所有模板的使用都是类型删除!

C++ 用模板做的本质上不是类型删除的事情通常不可能用 Java 泛型做。

在 C++ 中，您可以使用模板创建指针的类型删除容器，但是 std::vector不会那样做——它会创建一个实际的指针容器。这样做的好处是所有类型检查 std::vector是在编译时完成的，因此不必进行任何运行时检查:安全类型删除 std::vector可能需要运行时类型检查和相关的开销。

Second question is, will dedicated code be also generated for char and short (considering that they both have the same size and there are no specialization).

它们是不同的类型。我可以编写与 char 行为不同的代码或 short值(value)。例如:

std::cout << x << "\n";

x 是 short , 这会打印一个整数，其值为 x -- 与 x作为char , 这将打印对应于 x 的字符.

现在，几乎所有的模板代码都存在于头文件中，并且隐含地是inline .同时 inline并不意味着大多数人认为的意思，它确实意味着编译器可以轻松地将代码提升到调用上下文中。

If this makes any difference, we are talking about embedded applications.

真正不同的是您的特定编译器和链接器是什么，以及它们激活了哪些设置和标志。