C++ 関数テンプレートとクラス テンプレートの詳細な分析

1. 関数テンプレート

1. 定義

テンプレート <クラス型パラメータ 1、クラス型パラメータ 2、 ……>
戻り値型テンプレート名 (仮パラメータリスト){
関数本体
};

template <class T1, class T2>
T2 print(T1 arg1, T2 arg2)
{
    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;
    return arg2;
}

2. パラメータなしで関数テンプレートをインスタンス化

#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
T Inc(T n){
    return 1 + n;
}
int main(){
    cout << Inc<double>(4)/2; //输出 2.5
    return 0;
}

3. 関数テンプレートは、仮パラメータ リストまたは型パラメータ リストが異なる限り、オーバーロードできます

template<class T1, class T2>
void print(T1 arg1, T2 arg2) {
    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;
}
template<class T>
void print(T arg1, T arg2) {
    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;
}
template<class T,class T2>
void print(T arg1, T arg2) {
    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;
}

4. 関数テンプレートと関数の順序

When が複数ある場合関数と関数テンプレートが同じ名前の場合、コンパイラは関数呼び出しステートメントを次のように処理します

• . まず、通常の関数 (テンプレートからインスタンス化されていない関数) を探します。 ) パラメータが正確に一致します。

• パラメータが完全に一致するテンプレート関数を見つけます。

• 自動型変換後に実パラメータが一致する通常の関数を見つけます。

• 上記のいずれも見つからない場合は、エラーが報告されます。

template <class T>
T Max( T a, T b) {
    cout << "TemplateMax" <<endl; return 0;
}
template <class T,class T2>
T Max( T a, T2 b) {
    cout << "TemplateMax2" <<endl; return 0;
}
double Max(double a, double b){
    cout << "MyMax" << endl; return 0;
}
int main() {
    Max( 1.2,3.4);     // 输出MyMax
    Max(4, 5);         //输出TemplateMax
    Max( 1.2, 3);      //输出TemplateMax2
    return 0;
}

5. テンプレート関数に一致する場合、自動型変換は実行されません

template<class T>
T myFunction( T arg1, T arg2)
{ cout<<arg1<<" "<<arg2<<"\n"; return arg1;}
……
myFunction( 5, 7);      //ok ：replace T with int
myFunction( 5.8, 8.4);  //ok： ： replace T with double
myFunction( 5, 8.4);    //error ，no matching function for callto &#39;myFunction(int, double)&#39;

2. クラス テンプレート

1. 定義

クラスを定義するときは、1 つ以上の型パラメーターを追加します。クラス テンプレートを使用する場合、型パラメーターを特定の型に置き換える方法を指定すると、コンパイラーはそれに応じて対応するテンプレート クラスを生成します。

テンプレート <クラス型パラメーター 1, クラス型パラメーター 2,...> //型パラメーター リスト
クラス クラス テンプレート名{

# (1) クラステンプレートでのメンバ関数の書き方： template <クラス型パラメータ1,クラス型パラメータ2,...> //型パラメータテーブル

戻り値型クラステンプレートname <型パラメータ名リスト>::メンバ関数名(パラメータリスト) {

… …
}
(2) クラステンプレートを使用したオブジェクトの定義方法：
クラステンプレート名<実数型パラメータ一覧>オブジェクト名(コンストラクタ実パラメータ一覧);

// Pair类模板
template <class T1,class T2>
class Pair{
public:
    T1 key; //关键字
    T2 value; //值
    Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };
    bool operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const;
};
template<class T1,class T2>
bool Pair<T1,T2>::operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const{  //Pair的成员函数 operator <
    return key < p.key;
}
int main(){
    Pair<string,int> student("Tom",19);   //实例化出一个类 Pair<string,int>
    cout << student.key << " " << student.value;
    return 0;
}
//输出：
Tom 19

2. クラステンプレートを使用してオブジェクトを定義する

コンパイラはクラスを生成する処理ですクラス テンプレートからのインスタンス化は、クラス テンプレートのインスタンス化と呼ばれます。クラステンプレートからインスタンス化されたクラスをテンプレートクラスと呼びます。

• 同じクラス テンプレートの 2 つのテンプレート クラスには互換性がありません。

• 3. クラス テンプレート メンバーとしての関数テンプレート

template <class T>
class A{
    public:
        template<class T2>
        void Func( T2 t) { cout << t; } //成员函数模板
};

4. クラス テンプレートと非型パラメーター: クラスの「<型パラメーター テーブル>」テンプレートには非型パラメータを指定できます

template <class T, int size>
class CArray{
    T array[size];
public:
    void Print(){
        for( int i = 0;i < size; ++i)
        cout << array[i] << endl;
    }
};
CArray<double,40> a2;
CArray<int,50> a3;     //a2和a3属于不同的类

5. クラス テンプレートと派生

(1) クラス テンプレートはクラス テンプレートから派生します

template <class T1,class T2>              int main() {
class A {                                        B<int,double> obj1;
    T1 v1; T2 v2;                                C<int> obj2;
};                                               return 0;
template <class T1,class T2>              }
class B:public A<T2,T1> {                 class B<int,double>:
    T1 v3; T2 v4;                             public A<double,int>{
};                                            int v3; double v4;
template <class T>                        };
class C:public B<T,T> {
    T v5;
};

(2) クラス テンプレートはテンプレート クラスから派生

template <class T1,class T2>
class A {
    T1 v1; T2 v2;
};
template <class T>
class B:public A<int,double> {
    T v;
};
int main() {
    B<char> obj1;     //自动生成两个模板类 ：A<int,double> 和 B<char>
    return 0;
}

(3) クラス テンプレートは通常のクラスから派生します

class A {
    int v1;
};
template <class T>
    class B:public A { //所有从B实例化得到的类 ，都以A为基类
    T v;
};
int main() {
    B<char> obj1;
    return 0;
}

(4) 通常のクラスはテンプレート クラスから派生します

template <class T>
class A {
    T v1;
    int n;
};
class B:public A<int> {
    double v;
};
int main() {
    B obj1;
    return 0;
}

6. クラス テンプレートとフレンド関数

(1) 関数、クラス、およびクラスのメンバー関数は、クラス テンプレートのフレンドとして機能します

void Func1() { }
class A { };
class B{
    public:
        void Func() { }
};
template <class T>
class Tmpl{
    friend void Func1();
    friend class A;
    friend void B::Func();
}; //任何从Tmp1实例化来的类 ，都有以上三个友元

(2) 関数テンプレートは、クラス テンプレートのフレンドとして機能します

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template <class T1,class T2>
class Pair{
    private:
        T1 key; //关键字
        T2 value; //值
    public:
        Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };
        bool operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const;
        template <class T3,class T4>
        friend ostream & operator<< ( ostream & o,const Pair<T3,T4> & p);
};
template <class T1,class T2>
bool Pair<T1,T2>::operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const{ //"小"的意思就是关键字小
    return key < p.key;
}
template <class T1,class T2>
ostream & operator<< (ostream & o,const Pair<T1,T2> & p){
    o << "(" << p.key << "," << p.value << ")" ;
    return o;
}
int main()
{
    Pair<string,int> student("Tom",29);
    Pair<int,double> obj(12,3.14);
    cout << student << " " << obj;
    return 0;
}
//输出：
(Tom,29) (12,3.14)
任意从 template <class T1,class T2>
       ostream & operator<< (ostream & o,const Pair<T1,T2> & p)
生成的函数，都是任意Pair摸板类的友元

(3) ) 関数テンプレートはクラスの友達として機能します

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
    int v;
public:
    A(int n):v(n) { }
    template <class T>
    friend void Print(const T & p);
};
template <class T>
void Print(const T & p){
    cout << p.v;
}
int main() {
    A a(4);
    Print(a);
    return 0;
}
//输出：4

(4) クラス テンプレートはクラス テンプレートの友達として機能します

template <class T>
class B {
    T v;
public:
    B(T n):v(n) { }
    template <class T2>
    friend class A;
};
template <class T>
class A {
    public:
    void Func( )  {
        B<int> o(10);
        cout << o.v << endl;
    }
};

7. クラス テンプレートと静的メンバー変数

静的メンバークラス テンプレートで定義すると、クラス テンプレートからインスタンス化されたすべてのクラスに同じ静的メンバーが含まれます。

#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class A{
    private:
        static int count;
    public:
        A() { count ++; }
        ~A() { count -- ; };
        A( A & ) { count ++ ; }
        static void PrintCount() { cout << count << endl; }
};
template<> int A<int>::count = 0;
template<> int A<double>::count = 0;
int main(){
    A<int> ia;
    A<double> da;
    ia.PrintCount();
    da.PrintCount();
    return 0;
}
//输出：1  1

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