类模板

1. 类模板的基本范例和模板参数的推断

基本范例：

类模板，也是生产类的工具，通过给定的模板参数，生成具体的类。类模板的声明和实现一般都放在同一个头文件中，因为实例化的时候必须有类模板的全部信息。

template<typename T> // T表示myvector这个容器所存储的元素类型
class myvector {
public:
    typedef T* myiterator;
    
public:
    myvector();
    myvector& operator=(const myvector&);
public:
    void myfunc() {
        cout << "myfunc()被调用" << endl;
    }
public:
    myiterator mybegin();
    myiterator myend();
};

template<typename T>
myvector<T>::myvector() {} //类外构造函数的实现

int main() {
    myvector<int> tmpvec;
    tmpvec.myfunc();
}

上述在类模板myvector定义之外写构造函数的实现体时，myvector<T>::myvector()中::左侧是类型名，右侧是类名。如果在类模板内部，则类型名可以简写成类名，如myvector& operator=(const myvector&);，如果写完整，应该是myvector<T>& operator=(const myvector&);

在main()主函数中，类型名中的模板参数(int)不能省略，这不同于函数模板某些模板参数可以省略，依靠推断解决。

在类模板中，调用成员函数与调用一个类的成员函数没有区别，直接调用即可。但成员函数只有被调用的时候才会实例化，如果类模板中有静态成员函数，静态成员函数也会在调用的时候被实例化。

模板参数的推断：

在C++17标准中，类模板的类型模板参数变得也可以推断。

template<typename T>
struct A {
    A(T val1, T val2) {
        cout << "..." << endl;
    }
    
    A(T val) {
        cout << "..." << endl;
    }
};

int main() {
    A obj1(15, 16);
    A obj2(12.8);
}

对于类模板A的每个构造函数，都有一个隐式的模板参数推断机制存在，称为隐式的推断指南，形式如下：

template<typename T>
A(T, T) -> A(T);

首先，第一行把类模板的参数复制过来，第二行用->分成两部分并以分号结尾。表示出现->左侧部分内容或形式时，请推断成->右侧的类型含义。

类模板的特化

类模板的全特化：

先看一下类模板的泛化版本：

template<typename T, typename U>
struct TC{
    TC() {
        cout << "..." << endl;
    }
    void functest() {
        cout << "..." << endl;
    }
};

所谓全特化，就是把泛化版本中的所有模板参数都用具体的类型代替，在书写全特化版本时，template后的<>变为空。

template<>
struct TC<int, int> {
    TC() {
        cout << "..." << endl;
    }
    void functest() {
        cout << "..." << endl;
    }
};

这里要注意的时，如果functest()函数放在类外去写，应当是如下形式：

// template<> 注意不需要使用这行，否则会语法发错
void TC<int, int>::functest() {
    cout << "..." << endl;
}

普通成员函数的全特化：

template<typename T, typename U>
struct TC{
    TC() {
        cout << "..." << endl;
    }
    
    void functest() {
        cout << "泛化版本" << endl;
    }
};

template<> // 普通成员函数的全特化从本行开始
void TC<double, int>::functest() {
    cout << "特化版本" << endl;
}

如果在main()函数中添加新代码：

TC<double, int> mytc;
mytc.functest();

特化版本的成员函数将会取代泛化版本的被调用。

类模板的偏特化：

全特化是把所有类型参数都用具体类型代表。而偏特化可以从两个方面理解，一个是模板参数数量上的偏特化，一个是模板范围上的偏特化。

模板参数数量上的偏特化：

template<typename T>
struct TC<float, U> {
    TC() {
        cout << "..." << endl;
    }
    
    void functest();
};

template<typename U>
void TC<float, U>::functest() {
    cout << "..." << endl;
}

模板参数范围上的偏特化：

所谓参数范围指的是原来是int类型，如果现在变成const int类型（与int相比范围更窄了）。其它诸如从任意类型T缩小为指针类型T*，T&，T&&。

template<typename T, typename U>
struct TC<const T, U*> {
    TC() {
        cout << "..." << endl;
    }
    
    void functest();
};

template<typename T, typename U>
void TC<const T, U*>::functest() {
    cout << "..." << endl;
}