C++知识点61——typename与class、模板编程与继承、模板类和友元、类模板与static成员

最新推荐文章于 2025-07-29 15:00:21 发布

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本文围绕C++模板编程展开，探讨了typename与class的异同，指出表示模板参数时二者无区别，仅class后表达式不正确时必须用typename，嵌套从属类在继承列表时不能用typename；还介绍了模板编程与继承、模板类和友元、类模板与static成员的相关规则及示例。

一、typename与class的异同

1、啥时候既可以使用typename，又可以使用class？

当表示模板参数的时候，二者没有区别

2、啥时候只能使用typename，不能使用class？

当模板内部的成员表示一个类型时（标识嵌套从属类型名称），必须使用typename，而不能使用class，如果不使用typename编译器会把从属嵌套的类型视为一个成员变量，在遇到*时，会把*解析成乘法，而不是解引用符号

虽然书上是这样写的，但是实际并不使这样，在g++ 7.5.0测试发现，即使表示一个模板参数的类型成员（标识嵌套从属类型名称），typename和class也没有明显差异

示例1

template <class T>
class mytest
{
	class T::val_type func(const T &c);
};

template <class T>
class T::val_type mytest<T>::func(const T &c)
{
	typename T::val_type *ptr;
    class T::val_type t;
	return typename T::val_type();
}

上述代码中的第10行必须加typename或者class关键字，否则，编译器会认为类型T中的static成员val_type与ptr相乘，而ptr没有定义，然而使用typename或者class都可以

但是，第11行只能用typename，不能用class，否则编译器报错

编译器提示，和class一起使用的表达式不正确，所以必须typename的原因是class后面的表达式不正确，而不是什么只能用typename不能用class

示例2

template <typename T>
void print(const T &con)
{
	class T::const_iterator pos;
	class T::const_iterator end(con.end());

	for (pos=con.begin();pos!=end;++pos)
	{
		cout<<*pos<<endl;
	}
}

上述代码负责打印容器中的元素，第4，5行代码虽然都是表示T中的迭代器类型，但是使用class和typename都可以

所以，使用模板参数中的类型成员时，用class还是typename没有区别，只有class后的表达式不正确时，才必须使用typename

所以，既然能使用class的地方都能使用typename，但是有的地方还不能使用class，所以，在模板编程中，只使用typename表示类型就对了

3、例外

当嵌套从属的类出现在继承列表中时，此时不能使用typename表示类型

二、模板编程与继承

如果一个类模板被当做基类，如果子类不是模板类，那么派生列表要指定基类的模板实参，如果子类也是个类模板，那么，子类的派生列表可以使用自身的模板参数来指定基类的模板实参

示例

template <typename T>
class base
{
};

template <typename T>
class derive:public base<T>
{
};

class derive2:public base<int>
{
};

如果子类是个类模板，并且派生列表中的基类使用了子类的模板参数，那么在子类成员函数中调用基类成员函数时，要指定作用域

template <typename T>
class base
{
public:
	void functest(){cout<<__func__<<"in base"<<endl;}
};

template <typename T>
class derive:public base<T>
{
public:
	void func(){
		functest();
		cout<<__func__<<"in derive"<<endl;
	}
};

上述代码无法编译通过

编译时，编译器提示functest是个依赖模板参数的函数，但是没有指明模板参数，所以编译器报错。所以解决办法有两个：

1、加上基类的作用域

emplate <typename T>
class derive:public base<T>
{
public:
	void func(){
		base<T>::functest();
		cout<<__func__<<"in derive"<<endl;
	}
};

2、在子类中重新定义一个functest

template <typename T>
class derive:public base<T>
{
public:
	void func(){
		functest();
		cout<<__func__<<"in derive"<<endl;
	}
	void functest(){cout<<__func__<<"in derive"<<endl;}
};

如果子类只是个普通类，但是要类模板做基类，那么必须将基类模板实例化

class derive2:public base<int>
{
public:
	void func(){
		functest();
		cout<<__func__<<"in derive"<<endl;
	}
};

此时编译器并不会报错，因为基类是个具体的类，创建该子类对象时，基类的this已经确定，可以找到基类的的functest

三、模板类和友元

如果一个类模板中包含一个友元，如果友元不是模板，那么，友元可以访问所有模板的实例，无须解释，和以前一样

如果友元是模板，那么友元模板的所有或者部分实例可以访问所有的类模板的实例

示例

template <typename T>
class friend1
{

};

template <typename T>
class friend2
{

};

template <typename T1>
class test2
{
	template <typename T2>
	friend class friend1;//类模板friend1的所有实例都是test2实例的友元

	friend class friend2<T1>;//只有用T1实例化的类才是test2的友元
};

四、类模板与static成员

类模板的每个实例类都各自拥有类模板中的static成员

示例

template <typename T>
class statictest
{
	static void func() {}
	static int si;
};

template <typename T>
int statictest<T>::si=0;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	statictest<int> t;
	int i=t.si;
	//int i2=statictest::si;
}

因为static成员是各个实例化的模板类各自所有，而上述代码中的第15行没有指定模板参数，需要注释掉

static成员函数和其他类模板的成员函数一样，只有在被调用时才会被实例化产生代码

参考

《C++ Template》

《C++ Primer》

《Effective C++》

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