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C++中的模板(template)

作者 佚名技术 来源 程序设计 浏览 发布时间 2012-06-29
以有默认值:

template<class T, class C=char> ...

默认值的规则与函数的默认值一样,如果一个参数有默认值,则其后的每个参数都必须有默认值。

参数的名字在整个模板的作用域内有效,类型参数可以作为作用域内变量的类型(例如上例中的T t_),数值型参数可以参与计算,就象使用一个普通常数一样(例如上例中的cout << t << endl)。

模板有个值得注意的地方,就是它的声明方式。以前我一直认为模板的方法全部都是隐含为inline的,即使你没有将其声明为inline并将函数体放到了类声明以外。这是模板的声明方式给我的错觉,实际上并非如此。我们先来看看它的声明,一个作为接口出现在头文件中的模板类,其所有方法也都必须与类声明出现在一起。用通俗的话来说,就是模板类的函数体也必须出现在头文件中(当然如果这个模板只被一个C++程序文件使用,它当然也可以放在.cc中,但同样要求类声明与函数体必须出现在一起)。这种要求与inline的要求一样,因此我一度认为它们隐含都是inline的。但是在Thinking In C++[2]中,明确的提到了模板的non-inline function,就让我不得不改变自己的想法了。看来正确的理解应该是:与普通类一样,声明为inline的,或者虽然没有声明为inline但是函数体在类声明中的才是inline函数。

澄清了inline的问题候,我们再回头来看那些我们写的包含了模板类的丑陋的头文件,由于上面提到的语法要求,头文件中除了类接口之外,到处充斥着实现代码,对用户来说,十分的不可读。为了能像传统头文件一样,让用户尽量只看到接口,而不用看到实现方法,一般会将所有的方法实现部分,放在一个后缀为.i或者.inl的文件中,然后在模板类的头文件中包含这个.i或者.inl文件。例如:

// start of temp.h
template<class T> class Temp{
public:
  void print();
};
#include "temp.inl"
// end of temp.h
// start of temp.inl
template<class T> void Temp<T>::print() {
  ...
}
// end of temp.inl

通过这样的变通,即满足了语法的要求,也让头文件更加易读。模板函数也是一样。

普通的类中,也可以有模板方法,例如:

class A{
public:
  template<class T> void print(const T& t) { ...}
  void dummy();
};

对于模板方法的要求与模板类的方法一样,也需要与类声明出现在一起。而这个类的其它方法,例如dummy(),则没有这样的要求。

3. 使用技巧

知道了上面所说的简单语法后,基本上就可以写出自己的模板了。但是在使用的时候还是有些技巧。

3.1 语法检查

对模板的语法检查有一部分被延迟到使用时刻(类被定义[3],或者函数被调用),而不是像普通的类或者函数在被编译器读到的时候就会进行语法检查。因此,如果一个模板没有被使用,则即使它包含了语法的错误,也会被编译器忽略,这是语法检查问题的第一个方面,这不常遇到,因为你写了一个模板就是为了使用它的,一般不会放在那里不用。与语法检查相关的另一个问题是你可以在模板中做一些假设。例如:

template<class T> class Temp{
public:
  Temp(const T & t): t_(t) {}
  void print() { t.print();}
private:
  T t_;
};

在这个模板中,我假设了T这个类型是一个类,并且有一个print()方法(t.print())。我们在简介中的min模板中其实也作了同样的假设,即假设T重载了''>''操作符。

因为语法检查被延迟,编译器看到这个模板的时候,并不去关心T这个类型是否有print()方法,这些假设在模板被使用的时候才被编译器检查。只要定义中给出的类型满足假设,就可以通过编译。

之所以说“有一部分”语法检查被延迟,是因为有些基本的语法还是被编译器立即检查的。只有那些与

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