利用C++模板元编程怎么实现一个选择排序功能-创新互联

这篇文章给大家介绍利用C++模板元编程怎么实现一个选择排序功能，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

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数据的结构

template
struct mvector;

template
struct mvector {
 static constexpr int size = sizeof...(data) + 1;
 static constexpr int value = first;
 typedef mvector next_type;
 constexpr static std::array array = {first, data...};
};

template
struct mvector {
 static constexpr int size = 1;
 static constexpr int value = first;
 typedef mvector<> next_type;
 constexpr static int array[] = {first};
};

template<>
struct mvector<> {
 static constexpr int size = 0;
 static constexpr int value = -1;
 typedef mvector<> next_type;
 constexpr static int array[] = {};
};

这里我们定义了一个 mvcetor 模板，他的作用就是用来保存数据的。模板的原型是

template
struct mvector;

他可以输入任意数量的整数（模板参数可以看作是输入）。

根据后面的特化，模板一共有四个属性或类型（这些可以看作是模板的输出），分别是 size ， value （第一个元素的值，方便后面的迭代）， next_type （除去头的尾部，方便迭代）， array （ mvector 的数组表现形式）。

数据的操作

分割向量

// 分割向量
template
struct SplitVector;

template
struct SplitVector, mvector> {
 typedef SplitVector::value>, typename mvector::next_type> next_split;
 typedef typename next_split::LeftVector LeftVector;
 typedef typename next_split::RightVector RightVector;
};

template
struct SplitVector<0, mvector, mvector> {
 typedef mvector LeftVector;
 typedef typename mvector::next_type RightVector;
};

这个模板的主要目的是将向量从某一部分分离出来（取较大值）。

模板的输入有三个： index （要分离的元素的位置在 RightData 的位置）， LeftData （分离的左边）， RightData （分离的右边）。

输出有 LeftVector （出来的左边）， RightVector （出来的右边）。

合并向量

// 合并向量
template
struct MergeVector;

template
struct MergeVector, mvector> {
 typedef mvector result_type;
};

将两个向量合并，主要是用在分割后的向量。

寻找较大值

template
struct FindMax;

template
struct FindMax, mvector> {
 typedef FindMax::value>, typename mvector::next_type> next_max;
 constexpr static int max = mvector::value > next_max::max ? mvector::value : next_max::max;
 constexpr static int max_index = mvector::value > next_max::max ? now_index : next_max::max_index;
};

template
struct FindMax, mvector<>> {
 typedef FindMax, mvector<>> next_max;
 constexpr static int max = -1;
 constexpr static int max_index = now_index;
};

寻找向量中的较大值。输入有 now_index ， Looped （已经比较的部分）， unLooped （未比较的部分）。其中 now_index 是多余的，可以使用 sizeof...(Looped) 来代替。

输出是 max （较大值）， max_index （较大值的位置，方便后面的分割）

排序

对数据操作完成了，这个程序也就完成了一大半了，排序也是非常的简单，从未排序的列表中，选择较大的值，放到已经排序好的列表的前面就好了。

// 排序
template
struct SelectSortWork;

template
struct SelectSortWork, mvector> {
 typedef FindMax<0, mvector<>, mvector> max_find_type;
 constexpr static int max = max_find_type::max;
 constexpr static int max_index = max_find_type::max_index;
 typedef SplitVector, mvector> split_type;
 typedef SelectSortWork::result_type, mvector> next_select_sort_work_type;
 typedef typename next_select_sort_work_type::sorted_type sorted_type;
};

template
struct SelectSortWork, mvector> {
 typedef mvector sorted_type;
};

总结

代码我放在了github的gist上， select_sort.cpp 。

总的来说，代码还是非常的简单的，只要合理的进行分解，大部分的算法应该都是可以实现的。

在编程的过程中，我也有一些自己的领悟，对于模板元编程的几点小Tips，在这里给大家介绍一下吧。

• 如果熟悉函数式编程的话，再来学习模板元编程，对于其中的理解会更加的深刻，所以好在开始准备学习之前，先学习一下函数式编程会比较好（虽然这个过程会非常的痛苦）。

• 类模板可以看作是一个函数，有输入输出。输入是模板的参数，输出是模板里面的类型或者变量，这些输出也可以作为函数计算的中间变量，方便编码。

• 模板元编程，一定要有耐心，特别是debug，会特别的难受

  
  

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