模板初步——定义模板

一、关键点

定义函数模板&类模板

模板参数列表：非类型参数

类模板类名的使用：依据作用域是否加上模板类型

类模板和友元：设置友好关系

模板参数：使用类的类型成员、默认模板实参

成员模板的使用：非模板类的成员模板、模板类的成员模板

 

二、定义函数模板

//模板参数T是一个类型 
template <typename T>
bool cmp(const T &a, const T &b)
{
	return a < b;
} 
//模板参数N是一个非类型参数 
template <unsigned N>
void get_val(int (&arr)[N])
{
	for (const auto &v : arr)
		cout << v << " ";
}

注：一个非类型参数可以一个整型，或者是一个指向对象或函数类型的指针或（左值）引用。

注：绑定到非类型整型参数的实参必须是一个常量表达式（从而允许编译器在编译时实例化模板）。

 

三、定义类模板

template <typename T>
class Blob
{
public:
	using size_type = typename vector<T>::size_type;
	//...
} 

int main()
{	
	Blob<int> b;
    return 0;
}

　　

四、类模板的成员函数

template <typename T>
class Blob
{
public:
	using size_type = typename vector<T>::size_type;
	//...
private:
	void check(size_type i, const string &s) const;
};
//成员函数类外定义
template <typename T>
void Blob<T>::check(size_type i, const string &msg) const
{
	//...
}

注：定义在类模板内的成员函数被隐式声明为内联函数。

注：一个类模板的成员函数只有在使用时才被实例化。

 

五、类模板的友元

友元是模板：类可以授权给所有友元模板实例，也可以只授权给特定实例

友元不是模板：友元被授权可以访问所有模板实例

1. 一对一友好关系（友元是模板，且友元的模板类型与类模板的一致）

//Blob的友元是模板函数operator==和模板类BlobPtr 
template <typename> class Blob;	//该声明是operator==函数的参数声明所需要的 
template <typename T> bool operator==(const Blob<T>&, const Blob<T>&);
template <typename> class BlobPtr;	//该声明是Blob中的友元声明所需要的 

template <typename T>
class Blob
{
	//每个Blob实例将访问权限授予用相同类型实例化的BlobPtr和相等运算符 
	friend class BlobPtr<T>;
	friend bool operator==(const Blob<T>&, const Blob<T>&);
	//...
};

template <typename T> class pal;

template <typename T> 
class C {
	//C的每个实例将相同实例化的pal声明为友元 
	friend class pal<T>;
}

template <typename T> class pal;

class C {
	//用类C实例化的pal是C的一个友元 
	friend class pal<C>;
}

2. 通用和特定的模板友好关系

template <typename T> 
class C {
	//pal的所有实例都是C的每个实例的友元 
	template <typename X> friend class pal;
}

class C {
	//pal的所有实例都是C的友元 
	template <typename X> friend class pal;
}

template <typename T> 
class C {
	//pal是C所有实例的友元 
	friend class pal;　　　//非模板类
}

注：可以将模板类型参数声明为友元

 

六、模板参数

1. 使用类的类型成员

T::value_type * p;

上面这句代码的默认含义是T类型的名为value_type的static数据成员与名为p的变量相乘。

为了显式声明value_type是一个模板类型参数的类型成员，我们可以如下定义：

typename T::value_type * p;

2. 默认模板实参

与函数默认实参一样，对于一个模板参数，只有当它右侧的所有参数都有默认实参时，它才可以有默认实参。

如果一个类模板为其所有模板参数都提供了默认实参，且我们希望使用这些默认实参，那就要：

template <class T = int> 
class C {
	//...
}; 
C<> c1;		//空<>表示我们希望使用默认实参 
C<double> c2;

 

七、成员模板

成员模板：本身是模板的成员函数，它不能是虚函数

1. 模板类的成员模板

template <typename T> 
class Blob {
	template <typename It> 		//此构造函数有自己的模板类型参数It 
	Blob(It b, It e);
	//...
}

template <typename T>
template <typename It>
Blob<T>::Blob(It b, It e) :data(make_shared<vector<T>>(b, e))
{
}

2. 非模板类的成员模板

与正常的函数模板没有区别，只不过作用域是在类内

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