C++模板和Java泛型之间的不同

许多人都认为模板template和泛型generic这两个概念是等价的，因为两者都允许我们按照List<String>的样式编写代码。

不过，各种语言是怎么实现该功能，以及为什么这么做，却千差万别。

Java的泛型的实现根植于“类型消除”这一概念。当源代码被转换成Java虚拟机字节码时，这种技术会消除参数化类型。

例如，假设有一下java 代码：

    
    
Vector<String> vector = new Vector<String>();
vector.add( new String( “hello”));
String str = vector.get( 0);
    
    

编译时，上面的代码会被改写为：

    
    
Vector vector = new Vector();
vector.add( new String( "hello"));
String str = (String)vector.get( 0);
    
    

有了Java泛型，我们可以做的事情也并没有真正改变多少；它只是让代码变得漂亮些。鉴于此，Java泛型有时也被成为”语法糖“。

这点跟C++的模板截然不同。

在C++中，模板本质上就是一套宏指令集，只是换了个名头，编译器会针对每种类型创建一份模板代码的副本。

有个证据可以证明这一点：MyClass<Foo>不会与MyClass<Bar>共享静态变量。然而，两个MyClass<Foo>实例则会共享静态变量。

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/*
* MyClass.cpp
*
* Created on: 2015?7?24?
* Author: nanzhou
*/
template< class T> class MyClass {
public:
static int val;
MyClass( int v) {val = v;}
};

template< typename T> int MyClass<T>::bar;

template class MyClass<Foo>;
template class MyClass<Bar>;

MyClass<Foo>* foo1 = new MyClass<Foo>( 10);
MyClass<Foo>* foo2 = new MyClass<Foo>( 15);
MyClass<Bar>* bar1 = new MyClass<Bar>( 20);
MyClass<Bar>* bar2 = new MyClass<Bar>( 35);

int f1 = foo1->val; //15
int f2 = foo2->val; //15
int b1 = bar1->val; //35
int b2 = bar2->val; //35
    
    

但在Java中，MyClass类的静态变量会由所有MyClass实例共享，无论类型参数相与否。

由于架构设计上的差异，Java泛型和C++模板还有如下很多不同点;

1. C++模板可以使用int等基本数据类型。Java则不行，必须转而使用Integer

2. Java中，可以将模板的类型参数限定为某种特定类型。例如，你可能会使用泛型实现CardDeck，并规定参数必须扩展自CardGame。

3. C++中，类型参数可以实例化，Java不可以实例化

4. Java中，类型参数（即MyClass<Foo>中的Foo）不能用于静态方法和变量，因为他们会被MyClass<Foo>和MyClass<Bar>共享。但在C++中，这些类是不同的，类型参数可以用于静态方法和静态变量。

5. 在Java中，不管类型参数是什么，MyClass的所有实例都是同一类型。类型参数会在运行时被抹去。而C++中，参数类型不同，实例类型也不同

Java的泛型和C++模板，虽然在很多方面看起来都一样，实则大不相同。

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许多人都认为模板template和泛型generic这两个概念是等价的，因为两者都允许我们按照List<String>的样式编写代码。

不过，各种语言是怎么实现该功能，以及为什么这么做，却千差万别。

Java的泛型的实现根植于“类型消除”这一概念。当源代码被转换成Java虚拟机字节码时，这种技术会消除参数化类型。

例如，假设有一下java 代码：

  
  
Vector<String> vector = new Vector<String>();
vector.add( new String( “hello”));
String str = vector.get( 0);
  
  

编译时，上面的代码会被改写为：

  
  
Vector vector = new Vector();
vector.add( new String( "hello"));
String str = (String)vector.get( 0);
  
  

有了Java泛型，我们可以做的事情也并没有真正改变多少；它只是让代码变得漂亮些。鉴于此，Java泛型有时也被成为”语法糖“。

这点跟C++的模板截然不同。

在C++中，模板本质上就是一套宏指令集，只是换了个名头，编译器会针对每种类型创建一份模板代码的副本。

有个证据可以证明这一点：MyClass<Foo>不会与MyClass<Bar>共享静态变量。然而，两个MyClass<Foo>实例则会共享静态变量。

  
  
/*
* MyClass.cpp
*
* Created on: 2015?7?24?
* Author: nanzhou
*/
template< class T> class MyClass {
public:
static int val;
MyClass( int v) {val = v;}
};

template< typename T> int MyClass<T>::bar;

template class MyClass<Foo>;
template class MyClass<Bar>;

MyClass<Foo>* foo1 = new MyClass<Foo>( 10);
MyClass<Foo>* foo2 = new MyClass<Foo>( 15);
MyClass<Bar>* bar1 = new MyClass<Bar>( 20);
MyClass<Bar>* bar2 = new MyClass<Bar>( 35);

int f1 = foo1->val; //15
int f2 = foo2->val; //15
int b1 = bar1->val; //35
int b2 = bar2->val; //35
  
  

但在Java中，MyClass类的静态变量会由所有MyClass实例共享，无论类型参数相与否。

由于架构设计上的差异，Java泛型和C++模板还有如下很多不同点;

1. C++模板可以使用int等基本数据类型。Java则不行，必须转而使用Integer

2. Java中，可以将模板的类型参数限定为某种特定类型。例如，你可能会使用泛型实现CardDeck，并规定参数必须扩展自CardGame。

3. C++中，类型参数可以实例化，Java不可以实例化

4. Java中，类型参数（即MyClass<Foo>中的Foo）不能用于静态方法和变量，因为他们会被MyClass<Foo>和MyClass<Bar>共享。但在C++中，这些类是不同的，类型参数可以用于静态方法和静态变量。

5. 在Java中，不管类型参数是什么，MyClass的所有实例都是同一类型。类型参数会在运行时被抹去。而C++中，参数类型不同，实例类型也不同

Java的泛型和C++模板，虽然在很多方面看起来都一样，实则大不相同。

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