如何根据模板参数控制内存分配

Question

我正在研究特征矩阵类库，并且文档指出，可以使用以下模板参数实例化矩阵模板类：

Matrix<typename Scalar, int RowsAtCompileTime, int ColsAtCompileTime>

其中 Scalar是矩阵系数的类型（double，float，int，复杂等）。RowsAtCompileTime和ColsAtCompileTime分别是矩阵尺寸。

例如，可以实例化浮子的4x4矩阵：

Matrix<float, 4, 4> matrix;

特征文档指出，在上一种情况下，由于行是在编译时已知的，对于"小型"矩阵，矩阵元素的内存是静态分配的。

但是，如果您选择动态分配内存（对于大型矩阵或由于在编译时不知道行数和列的数量），则可以使用以下模板实例化，该模板会动态分配内存：

Matrix<float, Dynamic, Dynamic> matrix;

我的问题是，使用C 模板机制在概念上如何实现？由于我对用于实现这一目标的C 技术非常感兴趣，所以有人可以给我一个简短的示例，其中使用堆栈类型以类似的方式控制内存分配？谢谢！

Answer 1

模板将是部分专业的来处理不同的分配。简而言之，

template <typename T, int N>
struct Vector {
    T data[N];
};
static const int Dynamic = -1;
template <typename T>
struct Vector<T, Dynamic> {
    T* data;
};

显然，在此示例中，许多接口都缺少，但是这突出了模板专业化的 Mechanics 的重要部分，以及不同基础存储的细节。构造函数（在专业中）将执行动态分配。

实际上，可以将存储的细节推迟到部分专业化的VectorStorage<T, Rows, Cols>。Vector将包含该类型的成员（使用其自己的参数正确实例化），并且大部分接口只能实现一次...

template <typename T, int N>
struct VectorStorage {
    VectorStorage(const size_t) {}
    T data[N];
};
static const int Dynamic = -1;
template <typename T>
struct VectorStorage<T, Dynamic> {
    VectorStorage(const size_t n) : data(new T[n]) {}
    ~VectorStorage() { delete[] data; }
    // define copy ops, etc.
    T* data;
};
template <typename T, int N>
class Vector {
  public:
    Vector(const size_t n) : storage(n) {}
    T operator[](const size_t i) const { return storage.data[i]; }
    // etc.
  private:
    VectorStorage<T,N> storage;
};