C++ 模板与 Java 泛型

2025年3月30日 | 阅读 3 分钟

在开发大型项目时,我们需要代码能够兼容所提供的任何类型的数据。这就是您的代码与众不同之处。我们在这里的意思是,您编写的代码应该对程序提供的任何类型的数据都具有通用性,无论其数据类型如何。这就是 Java 中的泛型和 C++ 中的模板派上用场的地方。虽然它们都执行类似的功能,但它们在某些方面有所不同。

C++ 模板

C++ 中使用模板来创建通用程序。

  • 元编程的使用是 C++ 中模板的一个关键特性。它允许提供的代码的模板签名不同,C++ 提供了实现它们的能力。
  • 类和函数都可以用作模板参数。
  • 模板源必须包含在 C++ 头文件中。
  • 模板特化是可能的,这意味着可以实现特定类型和方法的模板。

C++ 程序

输出

Output Values: Generics vs Templates
Output Values: 9

Java 泛型

  • Java 泛型最重要的特性之一是它在实例化期间处理类型检查,并生成与非泛型代码等效的字节码。
  • 因为 Java 编译器在实例化之前检查类型,所以泛型的实现是类型安全的。同时,在 C++ 中,模板没有类型的概念。
  • 当泛型在类中使用时,它会应用于该类中的所有类和方法。
  • 在 Java 中使用泛型的另一个重要原因是它允许您消除向下转型。
  • 实例化泛型类与使用特定对象而不是泛型类型 T 的等效类相比,没有运行时开销。

JAVA 程序

输出

Type: String
Value:  Generics vs Templates
Type: Integer
Value:  9

Java 泛型与 C++ 模板

尽管两种创建泛型类型的方法相似,但它们在某些地方有所不同,同时共享相同的实现属性。

  • 类型擦除: 类型擦除确保在编译期间进行更严格的类型检查。Java 泛型仅提供编译时安全性,同时消除了对强制转换的需求。这直接在 Java 编译器前端完成,并确保类型擦除。
  • 当您在 C++ 中使用模板时,编译器将替换通用参数为您使用的类型后重新发出模板代码。这在许多方面更强大,但可能导致可执行文件膨胀。
  • 包装类: 在 Java 中,即使我们需要使用任何对象显式指定函数调用所在的数据类型,我们也不需要像 C++ 中使用实际数据类型那样进行强制转换;相反,我们使用包装类来完成此操作。
  • 类型检查: 在实例化期间,Java 泛型处理类型检查并生成与非泛型代码等效的字节码。C++ 具有“惰性类型”和模板元编程,并且每次实例化都会生成一个新类。

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