C++ —— 模板类扩展

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：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. template <class T1, class T2>
5. class AA {
6. public:   
7.     T1 m_x;
8.     T2 m_y;
10.     AA(const T1 x, const T2 y): m_x(x), m_y(y) {}
11.     void show() {cout << "AA的show ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;}
13.     template <class T>
14.     class BB{
15.     public:
16.         T m_b;
17.         // 可以用AA的模板参数T1、T2创建成员变量
18.         T1 m_bx;
19.         BB() {}
20.         void show() {cout << "BB的show ~ m_b = " << m_b << ", m_bx = " << m_bx << endl;}
21.     };
22.     BB<string> bb; // 对象bb就是类模板AA的成员
24.     template <typename T> // 再创建一个函数模板，这个T和BB中的T没有关系
25.     void show(T t) {
26.         cout << "模板函数show ~ t = " << t << endl;
27.         cout << "AA ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;
28.         bb.show();
29.     }
30. };
32. int main() {
33.     AA<int, string> aa(123, "你好");
34.     aa.show();
35.     aa.bb.m_b = "哈哈";
36.     aa.bb.m_bx = 666;
37.     aa.bb.show();
38.     aa.show<string> ("嘻嘻嘻");
40.     return 0;
41. }

复制代码

运行效果如下：
   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：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. template <class T1, class T2>
5. class AA {
6. public:   
7.     T1 m_x;
8.     T2 m_y;
10.     AA(const T1 x, const T2 y): m_x(x), m_y(y) {}
11.     void show() {cout << "AA的show ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;}
13.     template <class T>
14.     class BB{
15.     public:
16.         T m_b;
17.         // 可以用AA的模板参数T1、T2创建成员变量
18.         T1 m_bx;
19.         BB() {}
20.         void show();
21.     };
22.     BB<string> bb; // 对象bb就是类模板AA的成员
24.     template <typename T> // 再创建一个函数模板，这个T和BB中的T没有关系
25.     void show(T t);
26. };
28. // 模板类中的成员模板，定义可以写在类的外面。
29. template <class T1, class T2>
30. template <class T>
31. void AA<T1, T2>::BB<T>::show() {
32.     {cout << "BB的show ~ m_b = " << m_b << ", m_bx = " << m_bx << endl;}
33. }
35. template <class T1, class T2>
36. template <typename T>
37. void AA<T1, T2>::show(T t) {
38.     cout << "模板函数show ~ t = " << t << endl;
39.     cout << "AA ~ m_x = " << m_x << ", m_y = " << m_y << endl;
40.     bb.show();
41. }
44. int main() {
45.     AA<int, string> aa(123, "你好");
46.     aa.show();
47.     aa.bb.m_b = "哈哈";
48.     aa.bb.m_bx = 666;
49.     aa.bb.show();
50.     aa.show<string> ("嘻嘻嘻");
52.     return 0;
53. }

复制代码

运行效果跟之前保持同等：
   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：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. 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
5. class LinkList {
6. public:
7.     T* m_head; // 定义链表头节点指针
8.     int m_len = len; // 指定表长度
9.     // 链表常用操作
10.     void insert() {cout << "LinkList 插入操作" << endl;}
11.     void ddelete() {cout << "LinkList 删除操作" << endl;}
12.     void update() {cout << "LinkList 更新操作" << endl;}
13. };
15. template <class T, int len>
16. class Array{
17. public:
18.     T* m_data;
19.     int m_len = len;
20.     void insert() {cout << "Array 插入操作" << endl;}
21.     void ddelete() {cout << "Array 删除操作" << endl;}
22.     void update() {cout << "Array 更新操作" << endl;}
23. };
25. int main() {
27.         return 0;
28. }

复制代码

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。现在模板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，是从逻辑角度来思量的。C++支持模板的模板，意思是把模板名当成一种特别的数据类型。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：

1. #include <iostream>
2. using namespace std;
4. 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
5. class LinkList {
6. public:
7.     T* m_head; // 定义链表头节点指针
8.     int m_len = len; // 指定表长度
9.     // 链表常用操作
10.     void insert() {cout << "LinkList 插入操作" << endl;}
11.     void ddelete() {cout << "LinkList 删除操作" << endl;}
12.     void update() {cout << "LinkList 更新操作" << endl;}
13. };
15. template <class T, int len>
16. class Array{
17. public:
18.     T* m_data;
19.     int m_len = len;
20.     void insert() {cout << "Array 插入操作" << endl;}
21.     void ddelete() {cout << "Array 删除操作" << endl;}
22.     void update() {cout << "Array 更新操作" << endl;}
23. };
25. // 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
26. // 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。
27. // 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。
28. // 此外，class可以用typename代替，只是class更直观。
29. // 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。
30. // 常见的做法是：具体的数据类型用模板参数从外面传进来
31. template<template<class, int>class tabletype, class datatype, int len> // 模板参数列表
32. class LinearList{
33. public:
34.     tabletype<datatype, len> m_table; // 创建线性表对象
35.     void insert() {m_table.insert();}
36.     void ddelete() {m_table.ddelete();}
37.     void update() {m_table.update();}
38. };
40. int main() {
41.     // 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20
42.     LinearList<LinkList, int, 20> a;
43.     a.insert();
44.     a.ddelete();
45.     a.update();
47.     LinearList<Array, string, 20> b;
48.     b.insert();
49.     b.ddelete();
50.     b.update();
52.     return 0;
53. }

复制代码

运行效果如下：
   LinkList 插入操作
LinkList 删除操作
LinkList 更新操作
Array 插入操作
Array 删除操作
Array 更新操作
  感谢欣赏，一起学习！

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