c++模板和Java/ c#泛型之间的区别是什么?限制是什么?

首先，您可能想要阅读我2009年关于这个主题的文章。

在我看来，c++模板和c#泛型之间的主要区别在于c++模板实际上在构造模板时完全重新编译了代码。c++方法的优缺点有很多:

• PRO:你可以有效地创建约束，如"类型参数T必须有一个加法运算符";

如果代码中包含一对相互添加的t，那么如果使用不允许添加的类型参数构造模板，则模板将无法编译。

• CON:您可能会意外创建未记录的约束，如"类型参数T必须有一个加法运算符"。

在c#中，你必须说明哪些约束对用户有帮助，但你仅限于一小部分可能的约束:接口、基类、值与引用类型和默认构造函数约束，仅此而已。

• PRO:对于两种不同的结构，语义分析可能完全不同。

• CON:对于两种不同的结构，语义分析可能完全不同。如果你不希望这样，这是一个等待发生的错误

在c#中，无论构造多少次类型，语义分析都是一次完成的，因此需要使用任何满足约束的类型参数，而不仅仅是实际提供的类型参数。

• PRO:您只生成您需要的结构的代码。

• CON:您为使用的所有结构生成代码。

模板可能导致代码段变大。在c#中，泛型类型的IL只生成一次，然后在运行时抖动对程序使用的所有类型进行编码。这有一个小的性能成本，但抖动实际上只为所有引用类型参数生成一次代码，这一事实在一定程度上减轻了性能成本。因此，如果您有List<object>和List<string>，那么编译代码只生成一次，并用于两者。List<int>和List<short>则相反，两次抛出代码。

• PRO:当你使用模板库时，源代码就在那里。

• CON:要使用模板库，你必须有源代码。

在c#中，泛型类型是一等类型。如果你把它们放在一个库中，你可以在任何地方使用这个库，而不需要发布源代码。

最后:

• PRO: Templates允许模板元编程

• CON:模板元编程对于新手来说很难理解。

• CON:模板系统实际上不允许一些在泛型系统中非常简单的类型拓扑

例如，我想象在c++中做这样的事情是很困难的:

class D<T> 
{
    class S { }
    D<D<T>.S> ds;
}

在c#泛型中，

没有问题。在运行时，对于所有引用类型参数，该类型只构建一次。

但是在c++模板中，当你有D<int>时会发生什么?内部类型构造了一个D<D<int>.S>类型的字段，因此我们需要构造该类型。但是该类型构造了一个D<D<D<int>.S>.S>类型的字段…以此类推，直到无穷

Java/c#泛型的限制是什么?

Java泛型是有限的，因为不可能像c++那样做一些技巧。

为了证明这个说法，这里有一个c++的例子，在Java中单独使用模板是不可能复制的。

基于策略的编程是一种在编译时将(模板化)类的使用限制为继承其他(可能的)模板化类的方法。

编译时泛型和运行时泛型的区别是什么?

交易是编译器知道关于类/模板可能的运行时行为的一切，所以它可以做(目前)c#/Java/任何运行时环境/编译器不可能做的大量优化。

这样做的另一个好处是编译器可以确保模板组合的初始化是有效的，这意味着当程序员想要用无效的组合初始化新对象时，不会发生像Java/c#中那样的运行时错误。

c++泛型有什么缺点?

缺点是模板可能变得非常复杂，难以阅读、理解和调试。这可能是Java开发人员不想在语言中有这样一个野兽的原因之一。

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Java/c#泛型不可能实现的c++泛型是什么?

在c++中可以使用其他模板作为模板参数，这在c#/Java中是不可能的，并且允许使用优雅的技巧，如模板元编程。

Java泛型的动机始终是提供类型安全，同时保持向后兼容性。Sun通过添加类型检查，然后在编译过程中擦除泛型类型来实现泛型。代码:

// This applies to JDK 1.5, so I won't use <>.
List<Number> list = new ArrayList<Number>();
list.add(2.0);
list.add(-2);
list.add(new BigDecimal("1.23456789");

等价于

List list = new ArrayList();
Double temp = new Double(2.0); // boxing
if (!temp instanceof Number) throw new ClassCastException();
list.add(temp);
// Similar for -2 and the BigDecimal.

不知道list的类型会使它进入运行时类，但是一些instanceof可能会被编译器作为安全而删除。

由于编译器不会将泛型类型写入编译后的类文件中，因此在上面的list.getClass() == ArrayList.class中，不存在像c++中那样的模板特化。List<Boolean>不能被打包成一个比特序列。所有泛型类型都是类型，不像c++中的模板，比如:

template<int length, int time, int mass>
class measurement {...}

可用于量纲分析，并防止人们在区域中添加长度。

根据MSDN, c#泛型和c++模板之间的主要区别是:

• c#泛型不提供与c++模板相同的灵活性。例如，在c#泛型类中调用算术运算符是不可能的，尽管可以调用用户定义的运算符。
c#不允许非类型模板参数，比如模板C{}。c#不支持显式特化;也就是说，一个特定类型的模板的自定义实现。
• c#不支持部分专门化:对类型参数子集的自定义实现。
• c#不允许将类型参数用作泛型类型的基类。
• c#不允许类型参数有默认类型。
• 在c#中，泛型类型参数本身不能是泛型，尽管构造类型可以用作泛型。c++允许模板参数。

然而，在某些情况下，您可以通过使用扩展方法来解决其中的一些问题。

可用于c++泛型，既不能用于c#泛型也不能用于Java泛型:true 模板元编程(在编译时完成)。

#include <iostream>
template<unsigned U>
struct Fac{ enum { value = U * Fac<U-1>::value};};
template<>
struct Fac<0>{ enum { value = 1};};
template<unsigned U>
struct Fib{ enum {value = (Fib<U-1>::value + Fib<U-2>::value)};};
template<>
struct Fib<0>{ enum {value = 0};};
template<>
struct Fib<1>{ enum {value = 1};};
template<unsigned U>
void show(){
    show<U-1>();
    std::cout << "Fib(" << U << ")=" << Fib<U>::value << "'t" << "Fac(" << U << ")=" << Fac<U>::value << std::endl;
}
template<>
void show<0>(){}
int main(int argc, char** argv){
    show<12>();
}

http://ideone.com/Gdf3W

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c++标准没有对类型参数的约束，而c#和Java有。Boost也有类似的功能(Boost Concept Check Library)。但是从c++ 11开始，你现在可以使用<type_traits>来获得类似的东西。