从汇编的眼光看C++(之递归函数与模板类)
2023-09-27 14:27:11 时间
【 声明:版权所有,欢迎转载,请勿用于商业用途。 联系信箱:feixiaoxing @163.com】
递归,相信有过基本C语言经验的朋友都明白,就是函数自己调用自己。所以,本质上说,它和普通的函数调用没有什么区别。今天之所以会把模板类和递归联系在一起,是因为我们可以用递归的方法实现模板的递归。闲话不多说,我们先从一个统计函数开始说起。
int process(int m)
{
int index = 0;
int count = 0;
assert(m >= 0);
for (; index <=m; index++){
count += index;
}
return count;
}
上面的代码不太难。大家可以看一下,其实就是一个和计算函数,它计算从0~m递增的总和是多少。那么这样的一段代码,用递归应该怎么写呢?大家可以自己试一下。下面的代码是我自己的一个方案,供大家参考。
int process(int m)
{
assert(m >= 0);
if(m == 0)
return 0;
else
return process(m -1) + m;
}
我们看到,递归的目的就是把大的计算拆分到小的计算,最后再进行计算合并。比如说,我们计算process(5),那就需要计算process(4);process(4)又需要计算process(3);process(3)又需要计算process(2);process(2)有需要计算process(1);process(1)计算有需要process(0);process(0)就可以得到结果了,数值为0,那么进而可以得到process(1),以此类推,最后可以得到结果process(5)的数值。这就是递归处理的全过程。
那么,这和模板类有什么关系,我们可以看看下面这个范例:
template<int m>
class calculate
{
public:
static int process()
{
return calculate<m-1>::process() + m;
}
};
template<>
class calculate<0>
{
public:
static int process()
{
return 0;
}
};
上面这段代码非常有意思。我们发现模板的数据类型不再是int、double或者是自己定义的数据类型,而是一个一个具体的数字。但是每一种数字也代表了一种类型,所以说,calculate<5>和calculate<4>就是两种不同的类。除此之外,我们还是用到了静态处理函数。但是这里的静态函数有点特别,我们发现静态函数process需要调用另外一个类的静态函数,也就是calculate<m-1>的静态函数才能获得结果。所以为了获得结果,我们需要创建很多的类和很多的静态函数。那么,类什么时候结束呢?我们看到了calculate下面还有一个类,那就是calculate的特化模板,也就是说那m=0的时候,并不再继续向下处理了,计算开始回归。那么这个类怎么应用呢,我们来一起看一看:
258: int value = calculate<5>::process();
004013D8 call @ILT+45(calculate<5>::process) (00401032)
004013DD mov dword ptr [ebp-4],eax
259: return;
260: }
上面就是调用引申的汇编的代码。汇编和一般的函数调用无异,我们可以跟进去看看:
242: return calculate<m-1>::process() + m;
00401F68 call @ILT+40(calculate<4>::process) (0040102d)
00401F6D add eax,5
243: }
上面的代码省略了中间的跳转。我们发现代码继续调用了calculate<4>的静态处理函数。这种调用当然会一直持续下去。那什么时候结束呢?对。就是前面说过的calculate<1>的静态函数,就是前面说的特化函数,我们可以一起看看:
250: static int process()
251: {
00402090 push ebp
00402091 mov ebp,esp
00402093 sub esp,40h
00402096 push ebx
00402097 push esi
00402098 push edi
00402099 lea edi,[ebp-40h]
0040209C mov ecx,10h
004020A1 mov eax,0CCCCCCCCh
004020A6 rep stos dword ptr [edi]
252: return 0;
004020A8 xor eax,eax
253: }
004020AA pop edi
004020AB pop esi
004020AC pop ebx
004020AD mov esp,ebp
004020AF pop ebp
004020B0 ret
看的出来,这里才是真正的递归出口,到了这里之后,函数开始折返,这也就意外着我们的计算即将结束。所有的流程和递归非常相似。所以递归函数和模板递归的区别就是一点:递归函数是在代码执行的时候完成的,模板递归是在编译的时候完成的。
思考题:
自己编写一个阶乘的函数?尝试一下是否可以转变成递归函数?是否可以用模板类递归得到呢?
【预告: 下面一片博客介绍泛型函数处理】
相关文章
- 一文搞懂C++泛型编程【函数模板、类模板】
- 【C/C++开发】C++11的模板类型判断——std::is_same和std::decay
- 【ARM-Linux开发】Linux环境下使用eclipse开发C++动态链接库程序
- 【VS开发】【C/C++开发】printf缓冲区刷新
- C++STL模板库适配器之queue队列
- C++STL模板库适配器之stack容器
- C++STL模板库序列容器之List容器
- 【C++】模板总结
- C++模板不支持分离编译的问题
- 转:利用Eclipse CDT 阅读C/C++代码
- [C++]数组与指针(纯代码-复习用)
- 如何在ANDROID JNI 的C++中打Log
- C++调用LUA函数,可变參模板实现
- 用汇编的眼光看C++(之模板类)
- C++模板类中使用静态成员变量(例如Singleton模式)
- c++对象初始化中 ZeroMemory、memset、直接赋0的区别
- vc++基础班[27]---实现一个简单的任务管理器
- [linux下c++ debug神器]vscode+gdb(debug console下使用)
- C++中cin、cin.get()、cin.getline()、getline()、gets()等函数的用法
- linux下c/c++ IDE开发工具介绍
- C++模板template
- c++ 二进制方式读取文件 读取特殊类型数据
- 设计模式:简单工厂模式(C++实现)