模板编程之技巧（一）

最近在coolshell上看到这样的一个程序，通过使用模板来求质数序列，感觉挺有意思，于是自己将代码导到自己机子上跑了下，感觉还是不错的，根据这个思想自己回忆起了在找工作时，曾遇到的一个面试题（不能使用乘除法以及循环，求解一个1+2+3+4+5....+N的和），这道题通过使用这个思想同样可以求解，下面我们先来看看coolshell上的这个代码吧，代码如下：

#include <stdio.h>
using namespace std;

template<int N,int D = N-1>
struct isPrime
{
enum{
result = (N%D)&&isPrime<N,D-1>::result
};
};

template<int N>
struct isPrime<N,1>
{
enum{
result = true
};
};

template<int N,bool isprime>
struct printIfPrime
{
static inline void print(){}
};

template<int N>
struct printIfPrime<N,true>
{
static inline void print()
{
printf("%d ",N);
}
};

template<int N,int MAX>
struct printPrimes
{
static inline void print()
{
printIfPrime<N,isPrime<N>::result>::print();
printPrimes<N+1,MAX>::print();
}
};
template<int N>
struct printPrimes<N,N>
{
static inline void print()
{
printIfPrime<N,isPrime<N>::result>::print();
}
};

int main()
{
printPrimes<2,100>::print();
printf("\n");
return 0;
}

测试结果：

2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97

2. 面试题代码如下：

#include <stdio.h>
using namespace std;

template<int N>
struct add
{
enum{
sum = add<N-1>::sum + N
};
};

template<>
struct add<0>
{
enum{
sum = 0
};
};

template<int N>
struct printSum
{
static inline void print()
{
printf("sum:%d\n",add<N>::sum);
}
};

int main()
{
printSum<100>::print();
return 0;
}

测试结果：

sum:5050

3. 逆序打印1-n数，不使用任何的循环语句，代码如下：

#include <stdio.h>
using namespace std;

template<int N>
struct prints
{
enum
{
result = N
};
};
template<>
struct prints<0>
{
enum
{
result = 0
};
};

template<int N>
struct printNum
{
static inline void print()
{
printf("%d ",prints<N>::result);
}
};

template<>
struct printNum<0>
{
static inline void print()
{
printf("%d ",0);
}
};
template<int N>
struct printNumber
{
static inline void print()
{
printNum<N>::print();
printNumber<N-1>::print();
}
};
template<>
struct printNumber<0>
{
static inline void print()
{
printNum<0>::print();
}
};

int main()
{
printNumber<20>::print();
printf("\n");
return 0;
}

测试结果：

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

4. 顺序打印1-n 个数，不能使用任何的循环语句

#include <stdio.h>
using namespace std;

template<int N,int D>
struct prints
{
enum
{
result = N
};
};
template<int N>
struct prints<N,0>
{
enum
{
result = 0
};
};

template<int N,int D>
struct printNum
{
static inline void print()
{
printf("%d ",prints<N,D>::result);
}
};

template<int N>
struct printNum<N,0>
{
static inline void print()
{
}
};
template<int N,int MAX>
struct printNumber
{
static inline void print()
{
printNum<N,MAX>::print();
printNumber<N+1,MAX-1>::print();
}
};
template<int N>
struct printNumber<N,0>
{
static inline void print()
{
printNum<N,0>::print();
}
};

int main()
{
printNumber<1,20>::print();
printf("\n");
return 0;
}

测试结果：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

总结

这篇博文主要是看coollshell上面的文章有感而发，感觉这种思想还是蛮有意思，其实很多的简单的算法都可以试着使用模板的方式来实现，这种方式最大的优点就是可以缩小程序的运行时间，但是弊端也是很明显的，其会增加程序的编译时间，至于如何取舍，关键是要看需求了，好了，本篇博文到此结束，多谢。

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