C++ 模板何时被实例化

今天编程时碰到一个问题，写了一个单例的类模板，之前程序一直能跑，但今天使用了其中一个函数时却报错。后续查错，发现是自己忘记写结束符号了。

这就引出我知识点的不足了——之前为啥能跑正常？错误一只存在，为啥总是能编译通过？类中的函数何时才被实例化？类何时实例化？实例化的类是不是所有的函数都同时被实例化？

 

整理和理解网上资料后获得如下总结：

1.在我们使用类模板时，只有当代码中使用了类模板的一个实例的名字，而且上下文环境要求必须存在类的定义时，这个类模板才被实例化。

　　1.1声明一个类模板的指针和引用，不会引起类模板的实例化，因为没有必要知道该类的定义。

　　1.2定义一个类类型的对象时需要该类的定义，因此类模板会被实例化。

　　1.3在使用sizeof()时，它是计算对象的大小，编译器必须根据类型将其实例化出来，所以类模板被实例化.

　　1.4new表达式要求类模板被实例化。

　　1.5引用类模板的成员会导致类模板被编译器实例化。

　　1.6需要注意的是，类模板的成员函数本身也是一个模板。标准C++要求这样的成员函数只有在被调用或者取地址的时候，才被实例化。用来实例化成员函数的类型，就是其成员函数要调用的那个类对象的类型

 

总结1很好的解释了为啥我的程序在调用特定的成员函数时才会报错。

不过上面的介绍还是比较笼统，还有很多的细节点需要注意到，从网上转载如下：转载链接：http://www.cnblogs.com/assemble8086/archive/2011/10/02/2198308.html

一、类模板定义及实例化

１. 定义一个类模板：

1 template<class 模板参数表>
2 
3 class 类名｛
4 
5 // 类定义．．．．．．
6 
7 ｝；

 

其中，template 是声明类模板的关键字，表示声明一个模板，模板参数可以是一个，也可以是多个，可以是类型参数 ，也可以是非类型参数。类型参数由关键字class或typename及其后面的标识符构成。非类型参数由一个普通参数构成，代表模板定义中的一个常量。

例：

1 template<class type,int width>
2 
3 //type为类型参数，width为非类型参数
4 
5 class Graphics;

注意：

(1)如果在全局域中声明了与模板参数同名的变量，则该变量被隐藏掉。

(2)模板参数名不能被当作类模板定义中类成员的名字。

(3)同一个模板参数名在模板参数表中只能出现一次。

(4)在不同的类模板或声明中，模板参数名可以被重复使用。

 1 typedef string type;
 2 
 3 template<class type,int width>
 4 
 5 class Graphics
 6 
 7 {
     
     
 8 
 9 type node;//node不是string类型
10 
11 typedef double type;//错误：成员名不能与模板参数type同名
12 
13 };
14 
15 template<class type,class type>//错误：重复使用名为type的参数
16 
17 class Rect;
18 
19 template<class type> //参数名”type”在不同模板间可以重复使用
20 
21 class Round;

(5)在类模板的前向声明和定义中，模板参数的名字可以不同。

 1 // 所有三个 Image 声明都引用同一个类模板的声明
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 3 template <class T> class Image;
 4 
 5 template <class U> class Image;
 6 
 7 // 模板的真正定义
 8 
 9 template <class Type>
10 
11 class Image { //模板定义中只能引用名字”Type”,不能引用名字”T”和”U” };

(6)类模板参数可以有缺省实参，给参数提供缺省实参的顺序是先右后左。

1 template <class type, int size = 1024>
2 
3 class Image;
4 
5 template <class type=double, int size >
6 
7 class Image；

(7)类模板名可以被用作一个类型指示符。当一个类模板名被用作另一个模板定义中的类型指示符时，必须指定完整的实参表

 1 template<class type>
 2 
 3 class Graphics
 4 
 5 {
     
     
 6 
 7 Graphics *next;//在类模板自己的定义中不需指定完整模板参数表
 8 
 9 };
10 
11 template <calss type>
12 
13 void show(Graphics<type> &g)
14 
15 {
     
     
16 
17 Graphics<type> *pg=&g;//必须指定完整的模板参数表
18 
19 }

２．类模板实例化

定义：从通用的类模板定义中生成类的过程称为模板实例化。

例：Graphics<int> gi;

类模板什么时候会被实例化呢？

①当使用了类模板实例的名字，并且上下文环境要求存在类的定义时。

②对象类型是一个类模板实例，当对象被定义时。此点被称作类的实例