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在C++中通過模板去除強制轉換

編輯：關於C語言

推薦閱讀：《在C++中通過模板規避潛在錯誤》 C++與C語言相比是一個強類型語言，即對數據類型的匹配程度較C更為嚴格，這有助於避免程序員在編程過程中由於粗心所犯之錯。由於歷史原因，C++中仍保留了reinterpret_ cast、static_cast等用於強制類型轉換的關鍵字，但從語言向強類型發展的趨勢來看，我們在編程工作中應盡量少使用強制類型轉換，模板有助於我們實現這一目的。減少使用強制類型轉換的另一個好處，是程序的可維護性更強。下面讓我們通過例子來了解如何通過模板減少程序中的強制轉換。圖1以簡化的形式示例了雙向鏈表Double-Linked List, DLL）的部分實現內容，以及使用雙向鏈表的代碼片段。

class dll_t; 
 
class dll_node_t 
{ 
    friend class dll_t; 
 
public: 
    explicit dll_node_t (); 
 
    void data (void *_p_data) {p_data_ = _p_data;} 
    void *data () {return p_data_;} 
 
private: 
    dll_node_t *prev_; 
    dll_node_t *next_; 
    void *p_data_; 
}; 
 
class channel_t 
{ 
public: 
    channel_t () : node () 
    { 
        node_.data (reinterpret_cast <void *> (this)); 
    } 
 
private: 
    dll_node_t node_; 
};

圖1 其中，dll_node_t是雙向鏈表節點的類封裝。它除了prev_和next_兩個用於保存前一個和後一個節點指針的成員變量外，還有一個用於保存節點數據的p_data_。由於節點所保存數據的具體含義完全取決於鏈表的使用者，因此p_data_類型被定義為void*，以便容納任何類型的數據。位於第10和11行的data()函數用於分別設置和獲取p_data_變量的值。圖中第19至29行的代碼示例了channel_t類使用dll_node_t類的片段。在channel_t類的構造函數中，調用data()函數時需要通過強制類型轉換的方式將this指針保存到節點的p_data_變量中。不難想象，當通過data()函數獲取p_data_中的值時，也得通過強制轉換的方式使其變成類型為channel_t的指針這部分代碼在圖中並未列出）。圖2是使用模板改寫後的版本。相信讀者能輕易地辨別出其中已不存在強制類型轉換的身影。

template <typename T_NODE> class dll_t; 
 
template <typename T_DATA> class dll_node_t 
{ 
    friend class dll_t <dll_node_t <T_DATA> >; 
     
public: 
    explicit dll_node_t (); 
 
    void data (T_DATA *_p_data) {p_data_ = _p_data;} 
    T_DATA *data () {return p_data_;} 
     
private: 
    dll_node_t *prev_; 
    dll_node_t *next_; 
    T_DATA *p_data_; 
}; 
 
class channel_t 
{ 
public: 
    channel_t (): node_ () 
    { 
        node_.data (this); 
    } 
     
private: 
    dll_node_t <channel_t> node_; 
};