类模板

类模板

1 类模板语法

类模板作用：

  • 建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法： 

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template<typename T>
类

解释：

template — 声明创建模板

typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

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//类模板
template<class Nametype,class agetype> 
class Person
{
public:
	Person(Nametype name, agetype age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}
	Nametype m_Name;
	agetype m_Age;
};
void test01(){
	// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型
	Person<string,int>p1("Tom", 10);
	p1.showPerson();
}

2 类模板和函数模板的区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

  1. 类模板没有自动类型推导的使用方式
  2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
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//类模板
template<class Nametype,class agetype = int> 
class Person
{
public:
	Person(Nametype name, agetype age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}
	Nametype m_Name;
	agetype m_Age;
};
void test01(){
	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导
	Person<string,int>p1("Tom", 10);
	Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
}

3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

  • 普通类中的成员函数一开始就可以创建
  • 类模板中的成员函数在调用时才创建

示例：

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#include<iostream>
using namespace std;
class Person1
{
public:
	void showPerson1()
	{
		cout << "Person1 show" << endl;
	}
};

class Person2
{
public:
	void showPerson2()
	{
		cout << "Person2 show" << endl;
	}
};

template<class T>
class myclass{
	public:
		T obj;
		//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成
		void func1(){
			obj.showPerson1();
		} 
		void func2(){
			obj.showPerson2();
		}
}; 
int main() {
	myclass<Person1>m;
	m.func1();
	//m.func2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
	return 0;
}

4 类模板对象做函数参数

  • 类模板实例化出的对象，向函数传参的方式一共有三种：
  1. 指定传入的类型：直接显示对象的数据类型
  2. 参数模板化： 将对象中的参数变为模板进行传递
  3. 整个类模板化：将这个对象类型模板化进行传递

示例：

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#include<iostream>
#include<typeinfo>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class Person{
	public:
		Person(T1 name,T2 age){
			m_name = name;
			m_age = age;
		}
		void showPerson()
		{
			cout << "name: " << this->m_name << " age: " << this->m_age << endl;
		}
		T1 m_name;
		T2 m_age;
};

//指定传入类型
void printPerson1(Person<string,int>&p){
	p.showPerson();
}
void test01(){
	Person<string,int>P("hxx",20);
	printPerson1(P);
}
//参数模板化
template<class T1,class T2>
void printPerson2(Person<T1,T2>&p){
	p.showPerson();
	cout<<"T1的类型是："<<typeid(T1).name()<<endl;
	cout<<"T2的类型是："<<typeid(T2).name()<<endl;
}
void test02(){
	Person<string,int>P("qzy",20);
	printPerson2(P);
}
//整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p){
	p.showPerson();
	cout<<"T的类型是："<<typeid(T).name()<<endl;
}
void test03(){
	Person<string,int>P("hq",20);
	printPerson3(P);
}
int main(){
	test01();
	test02();
	test03();
	return 0;
}

5 类模板成员函数类外实现

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template<class T1,class T2>
class Person{
	public:
		Person(T1 name,T2 age); 
		void showPerson();
		T1 m_name;
		T2 m_age;
};
//类外实现成员函数
template<class T1,class T2>
Person<T1,T2>::Person(T1 name,T2 age){
	this->m_age = age;
	this->m_name = name;
} 
template<class T1,class T2>
void Person<T1,T2>::showPerson(){
	cout << "name: " << this->m_name << " age: " << this->m_age << endl;
}
void test01(){
	Person<string,int>P("hxx",20);
	P.showPerson(); 
}

6 类模板分文件编写

问题：

  • 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

  • 解决方式1：直接包含.cpp源文件
  • 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

示例：

person.hpp

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#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

.cpp文件

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#include<iostream>
using namespace std;
#include "person.hpp"
void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {
	test01();
	return 0;
}

7 类模板与友元

  • 全局函数类内实现：直接在类内声明友元即可

  • 全局函数类外实现 ：需要提前让编译器知道全局函数的存在

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/*类模板和友元*/ 
#include<iostream>
using namespace std;
//全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;
//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); 

template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1,T2>&p){
 	cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	//全局函数类内实现
	friend void printPerson(Person<T1,T2>p){
	 	cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl;
	 }
	 //全局函数类外实现,加空模板参数列表 
	friend void printPerson2<>(Person<T1,T2>&p); 
	Person(T1 name, T2 age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//通过全局函数类内实现 打印Person信息
 void test01(){
 	Person<string,int>p("hxx",20);
 	printPerson(p);
 	printPerson2(p);
 }
int main(){
	test01();
	return 0;
}