C++模板知识小结

 

模板定义：模板就是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数， 从而实现了真正的代码可重用性。模版可以分为两类，一个是函数模版，另外一个是类模版。

 由于类模板包含类型参数，因此又称为参数化的类。如果说类是对象的抽象，对象是类的实例，则类模板是类的抽象，类是类模板的实例。

1.模板的概念

模板定义

函数模板：template <typename T> T fun_name(const T&, const T&);

类模板：template <typename T> class class_name {

　　　　public:

　　　　　　T t;

　　　　　　void test(const T& t);

　　　　}

模板规则

类模板作用域在模板定义的整个过程

类模板不能重复

可以只声明，不定义

　　形参必需带上typename 或者 class

实例化

int a = fun_name(3, 4);

class_name<int> c1;

实例化时机在函数调用或者类实例构建时实例化模板

 

函数模板的一般定义形式是：

template<类型形式参数表> 返回类型 FunctionName(形式参数表)
{
    //函数定义体
}

其中的类型形式参数表可以包含基本数据类型，也可以包含类类型。如果是类类型，则需加前缀class。

 

类模板的一般说明形式是：

template<类型形式参数表> class className
{
    //类声明体
};

template<类型形式参数表>
返回类型 className<类型名表>::MemberFuncName1(形式参数表)
{
    //成员函数定义体
}

template<类型形式参数表>
返回类型 className<类型名表>::MemberFuncName2(形式参数表)
{
    //成员函数定义体
}

...

template<类型形式参数表>
返回类型 className<类型名表>::MemberFuncNameN(形式参数表)
{
    //成员函数定义体
}

其中的类型形式参数表与函数模板中的意义一样。后面的成员函数定义中，className<类型名表>中的类型名表，是类型形式参数的使用。

 

2.函数模板与模板函数的区别

• 函数模板是模板的定义，定义中用到通用类型参数。
• 模板函数是实实在在的函数定义，它由编译系统在碰见具体的函数调用时所生成，具有程序代码。

3.类模板和模板类的区别

• 类模板是模板的定义，不是一个实实在在的类，定义中用到通用类型参数。
• 模板类是实实在在的类定义，是类模板的实例化。类定义中参数被实际类型所代替。

与类和函数的定义不同，类模板和函数模板的定义一般放在头文件中。

使用类模板的方法为：

1. 在程序开始的头文件中说明类模板的定义。
2. 在适当的地方创建一个模板类的实例，即一个实实在在的类定义，同时创建该模板类的对象。
3. 有了对象名，以后的使用就和通常一样。但要记住，你规定了什么类型的模板类，在使用成员函数时，所赋的实参也要对应该类型。

 

归纳的介绍，可以这样声明和使用类模板：

1. 先写出一个实际的类。由于其语义明确，含义清楚，一般不会出错。
2. 将此类中准备改变的类型名(如int要改变为float或char)改用一个自己指定的虚拟类型名(如上例中的numtype)。
3. 在类声明前面加入一行，格式为
   template <class 虚拟类型参数>，如
   template <class numtype> //注意本行末尾无分号
   class Compare
   {…}; //类体
4. 用类模板定义对象时用以下形式：
      类模板名<实际类型名> 对象名;
      类模板名<实际类型名> 对象名(实参表列);
   如
      Compare<int> cmp;
      Compare<int> cmp(3,7);
5. 如果在类模板外定义成员函数，应写成类模板形式：
      template <class 虚拟类型参数>
      函数类型 类模板名<虚拟类型参数>::成员函数名(函数形参表列) {…}

关于类模板的几点说明：

1. 类模板的类型参数可以有一个或多个，每个类型前面都必须加class，如
   template <class T1,class T2>
   class someclass
   {…};
   在定义对象时分别代入实际的类型名，如
      someclass<int,double> obj;
2. 和使用类一样，使用类模板时要注意其作用域，只能在其有效作用域内用它定义对象。
3. 模板可以有层次，一个类模板可以作为基类，派生出派生模板类。