从模板中分离出参数无关的代码 （2）

    来源：blog    作者：fatalerror99

现在考虑以下代码：

SquareMatrix sm1;
...
sm1.invert(); // call SquareMatrix::invert

SquareMatrix sm2;
...
sm2.invert(); // call SquareMatrix::invert

这里将有两个 invert 的拷贝被实例化。这两个函数不是相同的，因为一个作用于 5 x 5 矩阵，而另一个作用于 10 x 10 矩阵，但是除了常数 5 和 10 以外，这两个函数是相同的。这是一个发生 template-induced code bloat（模板导致的代码膨胀）的经典方法。

如果你看到两个函数除了一个版本使用了 5 而另一个使用了 10 之外，对应字符全部相等，你该怎么做呢？你的直觉让你创建一个取得一个值作为一个参数的函数版本，然后用 5 或 10 调用这个参数化的函数以代替复制代码。你的直觉为你提供了很好的方法！以下是一个初步过关的 SquareMatrix 的做法：

template // size-independent base class for
class SquareMatrixBase { // square matrices
protected:
　...
　void invert(std::size_t matrixSize); // invert matrix of the given size
　...
};

template< typename T, std::size_t n>
class SquareMatrix: private SquareMatrixBase {
private:
　using SquareMatrixBase::invert; // avoid hiding base version of
　// invert; see Item 33
public:
　...
　void invert() { this->invert(n); } // make inline call to base class
}; // version of invert; see below
// for why "this->" is here

就像你能看到的，invert 的参数化版本是在一个 base class（基类）SquareMatrixBase 中的。与 SquareMatrix 一样，SquareMatrixBase 是一个 template（模板），但与 SquareMatrix 不一样的是，它参数化的仅仅是矩阵中的对象的类型，而没有矩阵的大小。因此，所有持有一个给定对象类型的矩阵将共享一个单一的 SquareMatrixBase class。从而，它们共享 invert 在那个 class 中的版本的单一拷贝。

SquareMatrixBase::invert 仅仅是一个计划用于 derived classes（派生类）以避免代码重复的方法，所以它是 protected 的而不是 public 的。调用它的额外成本应该为零，因为 derived classes（派生类）的 inverts 使用 inline functions（内联函数）调用 base class（基类）的版本。（这个 inline 是隐式的——参见《理解inline化的介入和排除》。）这些函数使用了 "this->" 标记，因为就像 Item 43 解释的，如果不这样，在 templatized base classes（模板化基类）中的函数名（诸如 SquareMatrixBase）被 derived classes（派生类）隐藏。还要注意 SquareMatrix 和 SquareMatrixBase 之间的继承关系是 private 的。这准确地反映了 base class（基类）存在的理由仅仅是简化 derived classes（派生类）的实现的事实，而不是表示 SquareMatrix 和 SquareMatrixBase 之间的一个概念上的 is-a 关系。（关于 private inheritance（私有继承）的信息，参见 《谨慎使用私有继承》。）