Part 9: 模板与泛型编程(第16章)
// @author: gr
// @date: 2016-03-18
// @email: forgerui@gmail.com
1. 模板参数
-
类型模板参数
类型可以是类类型或内置类型，通过typename或class修饰类型。//T是一个类型
template <typename T>
void func(const T & rhs) {
//....
} -
非类型模板参数
非类型参数表示一个值，不需要typename，直接使用特定类型名修饰：template <unsigned N, unsigned M>
void func(const char (&p1)[N], const char (&p2)[M]) {
return strcmp(p1, p2);
//...
}我们可以如下调用
compare("hi", "kitty");编译器会使用字面常量的大小来代替N和M。因此编译器会实例化出如下版本：
int compare(const char(&p1)[3], const char (&p2)[6]);
2. 模板编译
为了生成一个具现化模板，编译器需要掌握函数模板或类模板的定义。
因此，模板的头文件通常既包括声明也包括定义。
编译器会在三个阶段报错：
第一个阶段是编译器模板本身。
第二个阶段是编译器遇到模板使用时。
第三个阶段是模板实例化时，只有这个阶段才能发现类型相关的错误。
3. 类模板
接受一个initializer_list参数：
template <typename T>
Blob<T>::Blob(std::initializer_list<T> il) : data(std::make_shared<std::vector<T>>(il)) {}
一个实例化的类模板，其成员只有在使用时才进行实例化。
4. 类模板名的简化
在类内，可以简化类模板名，去掉模板类型名。
在类外，必须使用完整的类模板名。
5. 模板友元
一个类可以将另一个模板的每个实例都声明为友元，或者限定特定的实例为友元：
template <typename T>
class C {
//C的每个实例将相同实例化Pal声明为友元
firend class Pal<T>;
//Pal2的所有实例都是C的每个实例的友元
template <typename X> friend class Pal2;
//Pal3是一个非模板类，它是C所有实例的友元
friend class Pal3;
};
6. 模板类型别名
可以使用typedef定义指定的类型参数模板:
typedef Blob<string> StrBlob;
但不能用typedef引用一个模板，即typedef无法引用Blob。
但新标准允许定义为类模板定义一个类型别名：
template <typename T> using twin = pair<T, T>;
twin<string> authors; //相当于pair<string, string> authors;
7. 类模板的static成员
相同模板参数实例化的类之间才共享静态变量和静态函数。
8. 默认模板实参
可以提供默认模板实参，新标准可以为函数和类模板提供默认实参。以前只允许为类模板提供默认实参。
template <typename T, typename F = less<T>>
int compare(const T &v1, const T &v2, F f = F()) {
if (f(v1, v2)) return -1;
if (f(v2, v1)) return 1;
reutrn 0;
}
调用时，可以提供自己的比较操作，但并不必需：
bool i = compare(0, 42);
Sales_data item1(cin), item2(cin);
bool j = compare(item1, item2, compareIsbn);
9. 模板默认实参与类模板
如果类模板为其所有模板参数都提供了默认实参，如果要使用这些默认实参，就必须在模板名之后跟一个空尖括号对：
template<class T = int>
class Numbers {
public:
Numbers(T v = 0) : val(v) {}
private:
T val;
};
Numbers<long double> lots_of_precision;
Numbers<> average_precision; // 空<>表示我们希望使用默认参数
10. 类模板的成员模板
类模板中的成员函数也可以定义成模板，如果这个成员模板在模板类外定义，那要写两个模板参数列表：
template <typename T> //类的类型参数
template <typename It> //函数的类型参数
Blob<T>::Blob(It b, It e) {
//...
}
11. 模板类型转换
模板只接受两种类型转换：
- 非const转const：将非const引用对象转换为const引用对象
- 指针转换：数组实参可以转换为指向其首元素的指针，函数实参可以转换为该函数类型的指针
其它的类型都不能被自动转换。
12. 函数模板显式实参
函数模板如果位于参数中，可以直接通过参数列表推导出来。
函数模板如果参数类型是返回值，这样就无法自动推导出来，这样就需要在函数后显式指定。
template <typename T1, typename T2, typename T3>
T1 func(T2, T3);
auto val1 = func<string>(1, 1.0); //可以，相当于string func(int, double)
auto val2 = func<string, int, double>(1, 1.0); //可以，全部显式指定
省略的参数类型必须放在显式指定的后面，否则不能省略，全部类型都要显式给出：
template <typename T1, typename T2, typename T3>
T3 func(T1, T2);
auto val1 = func<string>(1, 1.0); //错误
auto val2 = func<int, double, string>(1, 1.0); //可以，必须全部给出类型
13. 正常类型转换应用于显式指定的实参
上面11条说模板不支持大多数的转换，但如果模板实参已经被显式指定，那么这种转换就可以进行。
template <typename T>
void func(T, T);
long lng;
func(lng, 1024); //无法进行，两个参数不一致，且支持类型转换
func<int>(lng, 1024); //可以进行，long被转换成int
func<double>(lng, 1024); //可以进行，两者都被转换为double