C Template 基礎篇（二） 類模板

2021-07-27 12:19:06 字數 4181 閱讀 1204

template所代表的泛型程式設計是c++語言中的重要的組成部分，我將通過幾篇blog對這半年以來的學習做乙個系統的總結，本文是基礎篇的第二部分。

類模板tips

特化與偏特化

類模板也是公共邏輯的抽象，通常用來作為容器（例如：vector）或者行為（例如：clonable）的封裝。

下面定義了乙個printer類模板，負責列印以及轉化為string。

template


class


printer


string&&


to_string()


;//定義在內部


void


print()


private


:    t t;};


//定義在外部


template


string&& printer::


to_string()


printer p(1


);//error


printer<


int> p(


1);//ok
與函式模板不同，類模板不能推斷例項化。所以你只能顯示指定型別引數使用printerp(1)，而不能讓編譯器自行推斷printer p(1)。

類模板的成員函式既可以定義在內部，也可以定義在外部。定義在內部的被隱式宣告為inline，定義在外部的類名之前必須加上template的相關宣告。

我們還可以把類模板和函式模板結合起來，定義乙個含有成員函式模板的類模板。

template


class


printer


//成員函式模板


template


void


add_and_print


(const u& u)


;private


:    t t;};


//注意這裡要有兩層template的說明


template


template


void printer::


add_and_print


(const u& u)


printer<


int> p(


42);p.


add_and_print


(1.1);


//自動推斷u為double，列印出43.1
template


class


printer


static


int s_value;


private


:    t t;};


template


//注意這裡的定義方式


int printer


::s_value =1;


printer<


int>


pi(1)


;printer<


int>


pi2(1


);printer<


double


>


pd(1.0)


;pi.s_value +=1;


//pi和pi2中的改變了，pd的沒改變
其實這個結論是顯然的，static成員屬於例項化後的類，不同的例項化當然有不同static成員。就像上面的例子一樣，pi.s_value += 1只影響到了printer，而不會影響到printer。

函式模板中的static區域性變數也有類似的工作方式。

為了節省資源，類模板例項化時並不是每個成員函式都例項化了，而是使用到了哪個成員函式，那個成員函式才例項化。

template


class


printer


void


print()


private


:    t t;};


class


empty


;empty e;


printer


p(e)


;//ok
雖然成員函式print無法通過編譯，但是因為沒有使用到，也就沒有例項化print，所以沒有觸發編譯錯誤。

為了簡化**，我們可以使用typedef為類模板的某個例項定義乙個別名，也可以使用using語句固定乙個或多個型別引數（這有點偏特化的意思了）。

typedef std:


:pair<


int,


int>


pairofint;


//ok，為std::pair定義了乙個別名


template  using withnum = std:


:pairint>


;//ok，相當於定義了乙個std::pair的偏特化


pairofint poi;


//實際型別，std::pair


withnum:string> strs;


//實際型別，std::pair


withnum<


int>


ints;


//實際型別，std::pair
就像函式模板過載那樣，你可以通過特化（偏特化）類模板來為特定的型別指定你想要的行為。類模板的特化（偏特化）只需要模板名稱相同並且特化列表<>中的引數個數與原始模板對應上即可，模板引數列表不必與原始模板相同模板名稱相同。乙個類模板可以有多個特化，與函式模板相同，編譯器會自動例項化那個最特殊的版本。

template


//基本模板


classs}


;template<


>


//特化


class


s<


int> }


;template


//偏特化


class


s>};


template


//另外乙個偏特化


class


s<


t(u)


>};


intfunc


(int i)


s<


float


>


s1;s1.info()


;//呼叫base模板                


s<


int>


s2;s2.info()


;//呼叫int特化版本


s<


float


*> s3;


s3.info()


;//呼叫t*特化版本 


s<


decltype


(func)


> s4;


s4.info()


;//呼叫函式特化版本
提供了所有型別實參的特化是完全特化，只提供了部分型別實參或者t的型別受限（例如：t*）的特化被認為是不完整的，所以也被稱為偏特化。完全特化的結果是乙個實際的class，而偏特化的結果是另外乙個同名的模板。

除了可以特化類模板之外，還可以對類模板中的成員函式和普通靜態成員變數進行特化。

template


class


sstatic


int code;};


template


int s


::code =10;


template<


>


int s<


int>


::code =


100;


//普通靜態成員變數的int特化


template<


>


void s<


int>::


info()


s<


float


>


s1;s1.info()


;//普通版本


printf


("code is: %d\n"


, s1.code)


;//code = 10


s<


int>


s2; 


s2.info()


;//int特化版本


printf


("code is: %d\n"


, s2.code)


;//code = 100

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