模板非類型參數和分配陣列存儲

有一本書的示例類我讀始終用來解釋概念：模板非類型參數和分配陣列存儲

class Gameboard{ 
public: 
    Gameboard(int inWidth, int inHeight); 
    Gameboard(const Spreadsheet& src); 
    Gameboard& operator=(const Spreadsheet& rhs); 

private: 
    GamePiece** mCells; 
    size_t width; 
    size_t height; 
};

他們再介紹模板和引入更新的類：

template<typename T> 
class Grid{ 
public: 
    Grid<T>(int inWidth, int inHeight); 
    Grid<T>(const T& src); 
    Grid<T>& operator=(const T& rhs); 

private: 
    T** mCells; 
    size_t width; 
    size_t height; 
};

最後他們引入非類型模板參數，說你現在可以這樣做：

template<typename T, size_t WIDTH, size_t HEIGHT> 
class Grid{ 
public: 
    Grid<T>(); 
    Grid<T>(const T& src); 
    Grid<T>& operator=(const T& rhs); 

private: 
    T mCells[WIDTH][HEIGHT]; 
};

從書：

在網格模板類，你可以使用非類型模板參數指定網格的高度和寬度，而不是在構造函數中指定它們。在模板列表中指定非類型參數而不是構造函數的主要優點是，在編譯代碼之前，這些值是已知的。回想一下，在編譯之前，編譯器通過替換模板參數來爲模板化方法生成代碼。 因此，您可以在您的實施中使用普通的二維數組，而不是動態分配它。

我不明白這種動態內存分配方法的興奮。首先，這是否意味着多維數組將會在棧上（因爲它們似乎暗示它不會被動態分配）？我不明白爲什麼你不想動態分配堆上的內存？其次，是否存在一些C++規則（我忘記了），它禁止在棧上聲明多維數組，因此這種方法的興奮？

我想了解在他們的例子中使用非類型模板參數的優點是什麼。

來源

2014-06-29 user997112

把它看作是說明性的，不斷學習，看看其他信息來源。我不能僅僅通過這個例子來判斷這本書，所以對我來說這不是很有說服力，有許多設計決策可以讓你使用這種類型的環境，['std :: array']（http：///en.cppreference.com/w/cpp/container/array），例如，在相同的路線中提供替代['std :: vector']（http://en.cppreference.com/w/cpp/容器/載體）。 –

首先，這是否意味着多維數組將會在堆棧上（因爲它們似乎表明它不會被動態分配）？你可以看到，你的數組直接是一個成員，它不是由一個指針間接指定的。
T mCells[WIDTH][HEIGHT]; 
但它不會是正確地說，它是在堆棧或堆上因爲事實上數組是你的目標的一部分，它是依賴於在何處以及如何你的對象分配。如果對象被分配到堆上，那麼它的數組子對象也將會是，如果整個對象在堆棧上，數組也是如此。

我不明白你爲什麼不想動態分配堆上的內存？

你可以。但是擁有new'd數組的速度更慢且更容易出錯（即它應該被刪除等）。其次，是否存在一些C++規則（我忘記了），它禁止在棧上聲明多維數組，因此這種方法的興奮？

不，但任何數組的大小必須是編譯時常量。非類型模板參數正是 - 編譯時間常量。如果它們只是int類型的函數參數，編譯器就不會知道它們的值，並且在堆棧上創建一個數組（多維或其他）將是非法的。

來源

2014-06-29 02:15:45

_'但是任何數組的大小必須是一個編譯時常量'_至少GCC有擴展（用於本地堆棧分配數組），應該克服這個問題嗎？ –

沒有提及具體的樣品和來源你給：

由於沒有更多的動態分配，需要我沒有得到所有關於動態內存分配

這種方法的興奮即使你在堆棧上創建實例，也是如此。

我不明白你爲什麼不想動態分配堆上的內存？

我經常在小型嵌入式系統上工作，在那裏我有時甚至沒有動態內存管理的可能性（或者我不想承擔開銷）。對於這樣的系統，以及事先非常熟悉的地方，您可以/想要的實際大小，這是您希望用於目標特定平臺實現的非常好的配置抽象。除了上述原因外，動態分配在運行時引入了性能關鍵應用程序（例如遊戲框架渲染引擎）所不希望的性能。

總而言之：
如果您在編譯時有任何可以確定配置的內容，那麼在運行時更喜歡這樣做。

來源

2014-06-29 02:16:37

「首先這是否意味着多維數組是在棧上」

如果Gameboard位於堆棧（即它是一個局部變量）然後是，數組也是在堆棧中。

「我不明白你爲什麼不想在堆上動態分配內存？」

速度。在這種情況下，由於Gameboard可能會長時間存在，因此沒有必要。實際上，std::vector<std::vector<GamePiece>> mCells會比手動陣列更好。

「有沒有以禁止在聲明堆棧上的多維數組一些C++規則（我差點忘）」

不，這是允許的。但是像正常的數組一樣，維數在編譯時必須知道。

「我想了解在他們的示例中使用非類型模板參數的優點。」

這是一個人爲的例子。

考慮你想創建一個任意精度的整數類。精度越高，需要的空間就越多。這個類可能會經常被創建和銷燬，就像常規的整型變量一樣。如果數據是動態分配的，則速度較慢。通過使用模板參數指定所需的精度，可以創建所需大小的常規數組作爲類的成員。無論何時將類放在堆棧上，數組也一樣，而且這會更快。

來源

2014-06-29 02:18:16

模板非類型參數和分配陣列存儲

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