C++ —— 模板类扩展

模板类的成员模板
将模板类用作参数

模板类的成员模板

结构体中可以有结构体，类中可以有类和成员函数。那么，模板类中也应该可以有模板类和模板函数。
在类AA中再创建一个模板类和模板函数。
先创建模板类，代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;template <class T1, class T2>
class AA {
public:    T1 m_x;T2 m_y;AA(const T1 x, const T2 y): m_x(x), m_y(y) {}void show() {cout << "AA的show ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;}template <class T>class BB{public:T m_b;// 可以用AA的模板参数T1、T2创建成员变量T1 m_bx;BB() {}void show() {cout << "BB的show ~ m_b = " << m_b << ", m_bx = " << m_bx << endl;}};BB<string> bb; // 对象bb就是类模板AA的成员template <typename T> // 再创建一个函数模板，这个T和BB中的T没有关系void show(T t) {cout << "模板函数show ~ t = " << t << endl;cout << "AA ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;bb.show();}
};int main() {AA<int, string> aa(123, "你好");aa.show();aa.bb.m_b = "哈哈";aa.bb.m_bx = 666;aa.bb.show();aa.show<string> ("嘻嘻嘻");return 0;
}

运行结果如下：

AA的show ~ m_x = 123, m_y = 你好
BB的show ~ m_b = 哈哈, m_bx = 666
模板函数show ~ t = 嘻嘻嘻
AA ~ m_x = 123, m_y = 你好
BB的show ~ m_b = 哈哈, m_bx = 666

模板类中的成员模板，定义可以写在类的外面。修改后的代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;template <class T1, class T2>
class AA {
public:    T1 m_x;T2 m_y;AA(const T1 x, const T2 y): m_x(x), m_y(y) {}void show() {cout << "AA的show ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;}template <class T>class BB{public:T m_b;// 可以用AA的模板参数T1、T2创建成员变量T1 m_bx;BB() {}void show();};BB<string> bb; // 对象bb就是类模板AA的成员template <typename T> // 再创建一个函数模板，这个T和BB中的T没有关系void show(T t);
};// 模板类中的成员模板，定义可以写在类的外面。
template <class T1, class T2>
template <class T>
void AA<T1, T2>::BB<T>::show() {{cout << "BB的show ~ m_b = " << m_b << ", m_bx = " << m_bx << endl;}
}template <class T1, class T2>
template <typename T>
void AA<T1, T2>::show(T t) {cout << "模板函数show ~ t = " << t << endl;cout << "AA ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;bb.show();
}int main() {AA<int, string> aa(123, "你好");aa.show();aa.bb.m_b = "哈哈";aa.bb.m_bx = 666;aa.bb.show();aa.show<string> ("嘻嘻嘻");return 0;
}

运行结果跟之前保持一致：

AA的show ~ m_x = 123, m_y = 你好
BB的show ~ m_b = 哈哈, m_bx = 666
模板函数show ~ t = 嘻嘻嘻
AA ~ m_x = 123, m_y = 你好
BB的show ~ m_b = 哈哈, m_bx = 666

将模板类用作参数

C++的类模板主要是为了解决数据结构的问题。线性表有：链表、数组、栈、和队列。以链表和数组为例，为了支持任意类型数据，最好的方法就是用类模板来实现，代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;template <class T, int len> // 实际上，链表没有长度的说法，但为了演示，假定有一个长度
class LinkList {
public:T* m_head; // 定义链表头节点指针int m_len = len; // 指定表长度// 链表常用操作void insert() {cout << "LinkList 插入操作" << endl;}void ddelete() {cout << "LinkList 删除操作" << endl;}void update() {cout << "LinkList 更新操作" << endl;}
};template <class T, int len>
class Array{
public:T* m_data;int m_len = len;void insert() {cout << "Array 插入操作" << endl;}void ddelete() {cout << "Array 删除操作" << endl;}void update() {cout << "Array 更新操作" << endl;}
};int main() {return 0;
}

模板的目的就是代码重用，既然链表和数组的逻辑结构是一样的，那就把它们改成模板类的形式。目前模板LinkList和Array，是为了兼容各种各样的数据类型，解决的是物理结构问题。接下来把它们再次模板化，是从逻辑角度来考虑的。C++支持模板的模板，意思是把模板名当成一种特殊的数据类型。实例化对象的时候，可以用模板签名作为参数，传给模板。示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;template <class T, int len> // 实际上，链表没有长度的说法，但为了演示，假定有一个长度
class LinkList {
public:T* m_head; // 定义链表头节点指针int m_len = len; // 指定表长度// 链表常用操作void insert() {cout << "LinkList 插入操作" << endl;}void ddelete() {cout << "LinkList 删除操作" << endl;}void update() {cout << "LinkList 更新操作" << endl;}
};template <class T, int len>
class Array{
public:T* m_data;int m_len = len;void insert() {cout << "Array 插入操作" << endl;}void ddelete() {cout << "Array 删除操作" << endl;}void update() {cout << "Array 更新操作" << endl;}
};// 线性表模板类：其中，tabletype 表示 线性表类型，datatype 表示 线性表数据类型，len 表示 长度
// tabletype 不是一个普通的参数，而是模板，意思是这个参数要填模板名。
// 填什么样的模板名呢？填有两个参数的类模板名。并且，要求类模板的第一个参数是通用类型，第二个是非通用类型。
// 此外，class可以用typename代替，只是class更直观。
// tabletype只是一个模板名，用T1创建对象时，还需要指定具体的数据类型。
// 常见的做法是：具体的数据类型用模板参数从外面传进来
template<template<class, int>class tabletype, class datatype, int len> // 模板参数列表
class LinearList{
public:tabletype<datatype, len> m_table; // 创建线性表对象void insert() {m_table.insert();}void ddelete() {m_table.ddelete();}void update() {m_table.update();}
};int main() {// 创建线性表对象，容器类型为链表，链表的数据类型为int，链表长度为20LinearList<LinkList, int, 20> a;a.insert();a.ddelete();a.update();LinearList<Array, string, 20> b;b.insert();b.ddelete();b.update();return 0;
}