从零开始学C++之模板（三）：缺省模板参数（借助标准模板容器实现Stack模板）、成员模板、关键字typename

转：http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/9397219

一、缺省模板参数

回顾前面的文章，都是自己管理stack的内存，无论是链栈还是数组栈，能否借助标准模板容器管理呢？答案是肯定的，只需要多传一个模板参数即可，而且模板参数还可以是缺省的，如下：

template <typename T, typename CONT = std::deque<T> >
class Stack
{
…

private:

    CONT c_;
};

如果没有传第二个参数，默认为deque 双端队列，当然我们也可以传递std::vector<T>

下面程序借助标准模板容器管理内存来实现stack模板类：

Stack.h：

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#ifndef _STACK_H_
#define _STACK_H_

#include <exception>
#include <deque>
using namespace std;

template <typename T, typename CONT = deque<T> >
class Stack
{
public:
    Stack() : c_()
    {
    }
    ~Stack()
    {
    }

    void Push(const T &elem)
    {
        c_.push_back(elem);
    }
    void Pop()
    {
        c_.pop_back();
    }
    T &Top()
    {
        return c_.back();
    }
    const T &Top() const
    {
        return c_.back();
    }
    bool Empty() const
    {
        return c_.empty();
    }
private:
    CONT c_;
};

#endif // _STACK_H_

main.cpp：

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#include "Stack.h"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;


int main(void)
{
    /*Stack<int> s;*/
    Stack<int, vector<int> > s;
    s.Push(1);
    s.Push(2);
    s.Push(3);

    while (!s.Empty())
    {
        cout << s.Top() << endl;
        s.Pop();
    }
    return 0;
}

输出为 3 2 1

即如果没有传递第二个参数，堆栈和压栈等操作直接调用deque<int> 的成员函数，也由deque<int> 管理内存。

如程序中传递vector<int> ，则由vector<int> 成员函数处理。

二、成员模板

来看下面的例子：

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#include <iostream>
using namespace std;


template <typename T>
class MyClass
{
private:
    T value;
public:
    void Assign(const MyClass<T> &x)
    {
        value = x.value;
    }
};

int main(void)
{
    MyClass<double> d;
    MyClass<int> i;

    d.Assign(d);        // OK
    d.Assign(i);        // Error
    return 0;
}

因为i 和 d 的类型不同，故会编译出错。可以用成员模板的方法解决：

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#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class MyClass
{
private:
    T value;
public:
    MyClass() {}
    template <class X>
    MyClass(const MyClass<X> &x) : value(x.GetValue())
    {

    }
    template <class X>
    void Assign(const MyClass<X> &x)
    {
        value = x.GetValue();
    }
    T GetValue() const
    {
        return value;
    }
};

int main(void)
{
    MyClass<double> d;
    MyClass<int> i;
    d.Assign(d);        // OK
    d.Assign(i);        // OK

    MyClass<double> d2(i);

    return 0;
}

为了支持  MyClass<double> d2(i); 故也要将拷贝构造函数实现为成员模板函数，同理，如果想支持 d = i ; 也要将赋值运算符实现为成员

模板。实际上auto_ptr<class> 中的实现就使用了成员模板，因为要支持类似下面的运算：

auto_ptr<X> x;

auto_ptr<Y> y;

x = y;

三、typename 关键字

看下面的例子：

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#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class MyClass
{
private:
    typename T::SubType *ptr_;
};

class Test
{
public:
    typedef int SubType;
};
int main(void)
{
    MyClass<Test> mc;
    return 0;
}

typename T::SubType *ptr_; 如果前面没有typename 修饰，则SubType会被认为是T类型内部的静态数据成员，推导下去，* 就不再认为是指针，而被

认为是乘号，编译的时候就出错了。加上修饰，就知道SubType 是T 内部的自定义类型，ptr是指向这种类型的指针，编译通过。

在vector 的源码中也可以发现下面的一些片段：

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template<> class _CRTIMP2_PURE allocator<void>
{
    // generic allocator for type void
public:
    template<class _Other>
    struct rebind
    {
        // convert an allocator<void> to an allocator <_Other>
        typedef allocator<_Other> other;
    };
    ....
}

typedef typename _Alloc::template rebind<_Ty>::other _Alty;

最后一行是类型定义，由于要解释_Alloc 类型需要引用的代码片段比较多，就姑且认为是allocator<int> 类型，可以看到 rebind<_Ty>

 是成员模板类，other是成员模板类中自定义类型，_Ty 可以认为是int ， 那么other 类型也就是allocator<int>， 也就是说_Alty 是类型

allocator<int> 。

此外还可以看到 ：

template<class _Ty> class allocator

 { 

template<> class _CRTIMP2_PURE allocator<void> 

{ 

};

};

也就是说allocator<void> 是allocator 模板类的特化。

四、派生类与模板、面向对象与泛型编程

（一）、派生类与模板

1、为了运行的效率，类模板是相互独立的，即独立设计，没有使用继承的思想。对类模板的扩展是采用适配器（adapter）来完成的。通用性是模板库的设计出发点之一，这是由泛型算法（algorithm）和函数对象（functor）等手段达到的。

2、派生的目标之一也是代码的复用和程序的通用性，最典型的就是MFC，派生类的优点是可以由简到繁，逐步深入，程序编制过程中可以充分利用前面的工作，一步步完成一个复杂的任务。

3、模板追求的是运行效率，而派生追求的是编程的效率。

（二）、面向对象与泛型编程

1、面向对象与泛型都依赖于某个形式的多态

面向对象

动态多态（虚函数）

泛型

静态多态（模板类，模板函数）

2、面向对象中的多态在运行时应用存在继承关系。我们编写使用这些类的代码，忽略基类与派生类之间的类型差异。只要使用基类指针或者引用，基类类型对象、派生类类型对象就可以共享相同的代码。

3、在泛型编程中，我们所编写的类和函数能够多态地用于编译时不相关的类型。一个类或一个函数可以用来操纵多种类型的对象。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范