c++模板类-C++模板 – 4（类模板基础）

在以OO为主要设计方式的语言中，C++不是第一个引入类这个概念的编程语言，但我觉得它应该是做得最成功的一个。我的理解是编程语言是一个类型系统，我们要么使用语言内置的类型，要么编写自己的类型，目的是找出恰当的抽象，在问题域和解域之间搭建桥梁。当然c++模板类，正确的抽象是不容易得到的，不过C++让我们在思考这个问题时有了更多的控制能力。

模板的初衷是想让代码的表达能够独立于类型，但类型本身的扩展性和递归性逐渐衍生出了泛型程序设计范式，对它的完善又反过来极大地推动了语言本身的扩展。C++越来越像一门全新的语言了。这一切的根基就是类模板。下面先看个简单的类模板例子

template  
class Stack {
private:
  T elems_[100];
public:
  void push(T elem);
  T pop();
};

跟函数模板一样，template引入一个类型参数列表，里面的类型参数可以用在随后声明的Stack类定义中。这个类的类型名为Stack，不过在它的定义内部，可以省略类型参数（Stack的左大括号{后面就属于Stack的名称范围之内了）

  Stack(const Stack &); // Stack(const Stack &);

在类定义体的外面，你还是需要使用完整的类型名。因为你需要使用类型参数，所以还需要带上template，不过::之后就进入到了Stack的命名空间里了，T又可以省略了。

template  
Stack::Stack(const Stack &other) {
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    elems_[i] = other.elems_[i];
  }
}

对于把Stack用作参数类型的函数定义，也需要template引入类型参数列表，这里没有::把你带进到Stack的命令空间里，所以T是不能省略的

template 
bool operator==(const Stack &lhs, const Stack &rhs) {
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    if (lhs.elems_[i] != rhs.elems_[i]) {
      return false;
    }
  }
  return true;
}

使用这个类模板Stack很简单，只需要告诉编译器这个T是什么类型就可以了（C++17之后，你甚至可以省略这个类型，只要它的构造函数参数能够推断出T）。

  Stack stack_int;
  Stack stack_str;

除了多了一个T，看起来类模板的定义和使用跟普通类没有多少差别（其实背后的操作和函数模板类似，编译器在编译时会生成Stack的int和std::string两个版本的Stack代码，里面不再有T，所有的T都被替换为int或std::string。代码实例化的过程同样也是按需实例化，不多不少，刚刚满足程序运行需要。类模板的成员函数只有被实际调用了才会生成相应的代码，否则对应版本的代码里该函数不存在）。

对于用来实例化T的类型，唯一的要求就是实际使用的操作必须是有效的。比如上面的Stack定义，内部存储为数组，这就要求T必须是可缺省创建的，基本类型都满足这个要求，对于定制的类c++模板类，它必须有缺省构造函数；拷贝构造函数的定义，使用了=操作符；operator==的定义使用了!=操作符，这些如果你在实际中用到了，那这些操作对于T必须是有效的，否则编译器会告诉你的。

限时特惠：本站每日持续更新海量设计资源，一年会员只需29.9元，全站资源免费下载
站长微信：ziyuanshu688

htebazile永久VIP

收藏 海报 链接