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模板函式與函式模板

1.函式指標——指標函式

函式指標的重點是指標。表示的是一個指標,它指向的是一個函式,例子:

int   (*pf)();

指標函式的重點是函式。表示的是一個函式,它的返回值是指標。例子:

int*   fun();

 

2.陣列指標——指標陣列

陣列指標的重點是指標。表示的是一個指標,它指向的是一個數組,例子:

int   (*pa)[8];

指標陣列的重點是陣列。表示的是一個數組,它包含的元素是指標。例子;

int*   ap[8];

 

3.類模板——模板類(class   template——template   class)

類模板的重點是模板。表示的是一個模板,專門用於產生類的模子。例子:

template   <typename   T>

class   Vector

{

            …

};

使用這個Vector模板就可以產生很多的class(類),Vector <int> 、Vector <char> 、Vector <   Vector <int>   > 、Vector <Shape*> ……。

模板類的重點是類。表示的是由一個模板生成而來的類。例子:

上面的Vector <int> 、Vector <char> 、……全是模板類。

這兩個詞很容易混淆,我看到很多文章都將其用錯,甚至一些英文文章也是這樣。將他們區分開是很重要的,你也就可以理解為什麼在定義模板的標頭檔案.h時,模板的成員函式實現也必須寫在標頭檔案.h中,而不能像普通的類(class)那樣,class的宣告(declaration)寫在.h檔案中,class的定義(definition)寫在.cpp檔案中。請參照Marshall   Cline的《C++   FAQ   Lite》中的[34]   Container   classes   and   templates中的[34.12]   Why   can 't   I   separate   the   definition   of   my   templates   class   from   it 's   declaration   and   put   it   inside   a   .cpp   file?   URL地址是http://www.parashift.com/c++-faq-lite/containers-and-templates.html#faq-34.12

我將幾句關鍵的段落摘錄如下,英文很好理解:

In   order   for   the   compiler   to   generate   the   code,   it   must   see   both   the   template   definition   (not   just   declaration)   and   the   specific   types/whatever   used   to   "fill   in "   the   template.   For   example,   if   you 're   trying   to   use   a   Foo <int> ,   the   compiler   must   see   both   the   Foo   template   and   the   fact   that   you 're   trying   to   make   a   specific   Foo <int> .  

Suppose   you   have   a   template   Foo   defined   like   this:  

  template <class   T>
  class   Foo   {
  public:
      Foo();
      void   someMethod(T   x);
  private:
      T   x;
  };  

Along   with   similar   definitions   for   the   member   functions:  

  template <class   T>
  Foo <T> ::Foo()
  {
      ...
  }
 
  template <class   T>
  void   Foo <T> ::someMethod(T   x)
  {
      ...
  }  

Now   suppose   you   have   some   code   in   file   Bar.cpp   that   uses   Foo <int> :  

  //   Bar.cpp
 
  void   blah_blah_blah()
  {
      ...
      Foo <int>   f;
      f.someMethod(5);
      ...
  }  

Clearly   somebody   somewhere   is   going   to   have   to   use   the   "pattern "   for   the   constructor   definition   and   for   the   someMethod()   definition   and   instantiate   those   when   T   is   actually   int.   But   if   you   had   put   the   definition   of   the   constructor   and   someMethod()   into   file   Foo.cpp,   the   compiler   would   see   the   template   code   when   it   compiled   Foo.cpp   and   it   would   see   Foo <int>   when   it   compiled   Bar.cpp,   but   there   would   never   be   a   time   when   it   saw   both   the   template   code   and   Foo <int> .   So   by   rule   above,   it   could   never   generate   the   code   for   Foo <int> ::someMethod().  

關於一個預設模板引數的例子:

template   <typename   T   =   int>

class   Array

{

            …

};

第一次我定義這個模板並使用它的時候,是這樣用的:

Array   books;//我認為有預設模板引數,這就相當於Array <int>   books

上面的用法是錯誤的,編譯不會通過,原因是Array不是一個類。正確的用法是Array <>   books;

這裡Array <> 就是一個用於預設模板引數的類模板所生成的一個具體類。

 

4.函式模板——模板函式(function   template——template   function)

函式模板的重點是模板。表示的是一個模板,專門用來生產函式。例子:

template   <typename   T>

void   fun(T   a)

{

            …

}

在運用的時候,可以顯式(explicitly)生產模板函式,fun <int> 、fun <double> 、fun <Shape*> ……。

也可以在使用的過程中由編譯器進行模板引數推導,幫你隱式(implicitly)生成。

fun(6);//隱式生成fun <int>

fun(8.9);//隱式生成fun <double>

fun(‘a’);//   隱式生成fun <char>

Shape*   ps   =   new   Cirlcle;

fun(ps);//隱式生成fun <Shape*>

 

模板函式的重點是函式。表示的是由一個模板生成而來的函式。例子:

上面顯式(explicitly)或者隱式(implicitly)生成的fun <int> 、fun <Shape*> ……都是模板函式。

關於模板本身,是一個非常龐大的主題,要把它講清楚,需要的不是一篇文章,而是一本書,幸運的是,這本書已經有了:David   Vandevoorde,   Nicolai   M.   Josuttis寫的《C++   Templates:   The   Complete   Guide》。可惜在大陸買不到紙版,不過有一個電子版在網上流傳。

 

模板本身的使用是很受限制的,一般來說,它們就只是一個產生類和函式的模子。除此之外,運用的領域非常少了,所以不可能有什麼模板指標存在的,即指向模板的指標,這是因為在C++中,模板就是一個程式碼的程式碼生產工具,在最終的程式碼中,根本就沒有模板本身存在,只有模板具現出來的具體類和具體函式的程式碼存在。

但是類模板(class   template)還可以作為模板的模板引數(template   template   parameter)使用,在Andrei   Alexandrescu的《Modern   C++   Design》中的基於策略的設計(Policy   based   Design)中大量的用到。

template <   typename   T,   template <typename   U>   class   Y>

class   Foo

{

            …

};