模板是C++中非常重要的组成部分,之前自己对这块领域一直不太熟悉。最近趁着有时间学习了一下,特此总结。
首先是函数模板,它的定义方式如例子所示:
template <typename T>T sum(T a,T b) { return a+b; }
类也有自己的模板,称为类模板,如下所示:
template <typename T>class Proxy { public: typedef T value_type; Proxy(); ~Proxy(); value_type val; }; template<typename T> Proxy<T>::Proxy() { val=T(10); } template<typename T> Proxy<T>::~Proxy() { }
要特别注意的是,C++中类模板的声明和定义应当放到同一个.h文件下,不能将声明和定义分散在不同的文件中。
类模板也可以有自己的友元函数和静态变量:
template <typename>class Proxy; template <typename T>bool operator==(const Proxy<T>&,const Proxy<T>&); template <typename T>class Proxy { public: typedef T value_type; Proxy(); ~Proxy(); void printval(); friend bool operator==<T>(const Proxy<T>&,const Proxy<T>&); value_type val; static T abc; }; template<typename T> void Proxy<T>::printval() { std::cout<<val<<std::endl; } template <typename T> T Proxy<T>::abc=0;
无论是模板类还是普通类,都可以有自己的模板函数,编译器会根据具体代码的内容实例化特定的模板成员函数。
template <typename T>class Proxy { public: template<typename U>void printNum(U num); }; template<typename T>template<typename U>void Proxy<T>::printNum(U num) { std::cout<<num<<std::endl; }
当我们引用模板函数的时候,编译器利用调用中的函数实参来确定其模板参数,这叫做模板实参推断。但只有有限的几种类型转换会自动地应用于这些实参(const转换、数组或函数指针转换)。拿一段代码来举个例子:
template <typename T>T sum(T a,T b) { return a+b; } sum(10,10.5);//this code is error!
在引用sum的时候,实参一个是int类型,一个是double类型,此时不能像普通函数一样实现类型转换。以上代码在编译器是不通过的。
而如果先将函数显示实例化,则就可以实现参数类型转换了:
sum<int>(10,10.5);
当我们不能(或不希望)将模板定义用于某些特定类型时,模板特例化就派上用场了。模板特例化就是一个用户提供的模板实例,它将一个或多个模板参数绑定到特定类型或值上。比如之前定义的sum函数,可以针对Sale_Data类特例化:
template<> Sale_Data sum(Sale_Data a,Sale_Data b) { Sale_Data c; c.index=a.index+b.index; return c; }
这样一来,当我们为Sale_Data调用sum时,编译器就会采用上面这个函数;而不再使用通用的模板函数。
另外还需要记住typename的使用,如下面例子所示:
template <typename T>class A { public: struct AS{}; }; void test() { typename A<int>::AS as; }
此时在test函数中,如果我们不加typename,那么编译器无法确认AS到底A中的一种类型还是一种静态变量,因此需要用这种方式来声明。
例外情况如下所示:
(1)类模板定义中的基类列表
template<class T> class Derived: public Base<T>::XXX { ... }
(2)类模板定义中的初始化列表
Derived(int x) : Base<T>::xxx(x) { ... }
为什么这里不需要呢?因为编译器知道这里需要的是类型还是变量,(1)基类列表里肯定是类型名,(2)初始化列表里肯定是成员变量名。