C#模板编程:有了泛型,为什么还需要模板?
2010-09-30 22:42:27 来源:WEB开发网 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鎯у⒔閹虫捇鈥旈崘顏佸亾閿濆簼绨绘い鎺嬪灪閵囧嫰骞囬姣挎捇鏌熸笟鍨妞ゎ偅绮撳畷鍗炍旈埀顒勭嵁婵犲嫮纾介柛灞捐壘閳ь剛鎳撻~婵嬪Ω閳轰胶鐤呯紓浣割儐椤戞瑩宕ョ€n喗鐓曟い鎰靛亝缁舵氨绱撻崘鈺傜婵﹤顭峰畷鎺戔枎閹搭厽袦婵犵數濮崑鎾绘⒑椤掆偓缁夌敻骞嗛悙鍝勭婵烇綆鍓欐俊鑲╃磼閹邦収娈滈柡灞糕偓鎰佸悑閹肩补鈧尙鏁栧┑鐐村灦閹稿摜绮旈悽绋课﹂柛鏇ㄥ灠閸愨偓濡炪倖鍔﹀鈧繛宀婁邯濮婅櫣绱掑Ο璇茶敿闂佺ǹ娴烽弫璇差嚕婵犳碍鏅插璺猴工瀹撳棝姊虹紒妯哄缂佷焦鎸冲畷鎴﹀箻鐠囧弶宓嶅銈嗘尰缁嬫垶绂嶉悙顒佸弿婵☆垳鍘ф禍楣冩倵濮樼偓瀚�

C#泛型编程已经深入人心了。为什么又提出C#模板编程呢?因为C#泛型存在一些局限性,突破这些局限性,需要使用C#方式的模板编程。由于C#语法、编译器、IDE限制,C#模板编程没有C++模板编程使用方便,但是,仍然可以解决一些问题。
下面先看C#泛型编程的两个限制:
(1)类型约束问题。
C#泛型的类型约束是个很严重的问题。
假设需要写一个泛型方法,这个方法有2个参数,然后方法返回结果是这两个参数的和。
这样的泛型方法无法直接实现。因为Byte,Int32等等并没有公共接口。
没有公共接口,但又想借助泛型来节省代码,减少维护量。怎么办呢?
我之前写过2篇博客《实现.net下的动态代理》、《实现.net下的动态代理(续)-多对象Mixin》,通过Ducking Typing来实现,但这种实现方式不自然,且性能低下,只适合对性能不敏感的场景。
(2)泛型指针问题。
泛型程序中无法使用泛型指针,因为编译器编译时无法知道具体类型的Size,这对写unsafe代码是很大的限制。
因此,我们需要C#模板编程。C#模板编程说起来很简单,它借助的是C#的一个语法——Using T0=T1。它没有C++那么自然,因为它缺乏C/C++源文件的Include机制。你可以将整块的文件在不同的类之间进行复制和粘帖。虽然复制和粘帖是一大邪恶,但总比复制/粘帖/替换要好很多。
下面是C#模板编程的一个重要应用——图像处理的空间线性滤波。关于空间线性滤波可参见各种图像处理的书,这里不做介绍。
我们假定图像是一个泛型类Image<T0>,这里T代表每一个像素的存储类型。可以是 Byte,Short,Int32,Int64,Single,Double等。然后,核是一个泛型类,Kernel<T1>,这里还有第三个泛型类,就是用于存放中间数据的Image<T2>。为什么需要T2呢?假如T0是Byte,T1是带有Scale的 Int32(如,Scale=9,每个元素值=1的3*3矩阵),计算的中间结果会超出Byte的最大值,需要一个不同类型缓存来存储这个中间数据。
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