C++模板元编程入门-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/corfox_liu/article/details/50422347

本文介绍了C++模板元编程的概念，通过一个将无符号二进制数转换为十进制的例子展示了模板元编程的使用。讲解了Traits和类型操纵，讨论了特化、主模板、实例化等关键概念，并提供了相关练习和参考资料。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

C++模板元编程(一)

首先看一个例子，利用模板元编程递归将无符号二进制数转换为十进制。

#include<iostream>
using namespace std;

// 递归，将无符号二进制转换为十进制
//
template<unsigned long N>
class binary
{
public:
    static const unsigned int value = binary<N/10>::value * 2 + N % 10;
};

// 特化为N=0，终止递归
template<>
class binary<0>
{
public:
    static const unsigned int value = 0;
};

int main()
{
    std::cout << binary<101010>::value << std::endl;
    return 0;
}

Traits和类型操纵

假设设计一个迭代器的，需要访问迭代器中的类型时。当迭代器是一个类时，可以在其中嵌套指定它的元素类型。但是普通的指针也可以用作合法的迭代器，便不能在其中指定其元素类型。

template<typename ForwardIterator1, typename ForwardIterator2>
void iterSwap(ForwardIterator1 i1, ForwardIterator i2)
{
    typename ForwardIterator1::value_type tmp = *i1;
    *i1 = *i2;
    *i2 = tmp;
}

可以在其中引入一个中间层来解决此问题，通过该中间层进行类型计算来获得不同迭代器的元素类型。

/*************************************************************************
    > File Name: traits_test.cpp
    > Author: corfox
    > Mail: corfox@163.com 
    > Created Time: 2015/12/27 11:39:56
 ************************************************************************/

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <cstddef>
using namespace std;

template<typename Tp>
class IteratorTraits
{
    public:
        //当使用一个依赖性的名字，且该名字表示一个类型时，C++标准要求使用typename关键字表明
        typedef typename Tp::value_type value_type;
        typedef typename Tp::reference reference;
        typedef typename Tp::pointer pointer;
        typedef typename Tp::difference_type difference_type;
        typedef typename Tp::iterator_category iterator_category;
};

// 偏特化Tp为指针类型
template<typename Tp>
class IteratorTraits<Tp*>
{
    public:
        typedef Tp value_type;
        typedef Tp& reference;
        typedef Tp* pointer;
        typedef std::ptrdiff_t difference_type;
        typedef std::random_access_iterator_tag iterator_category;
};