第五章 深入理解模板

5.1 模板参数

关于bitset

bitset就是可以存放二进制的容器。

对于bitset的主要操作有：

表3-7  bitset操作

Urand.h

/**
* 书本:【ThinkingInC++】
* 功能:关于模板bitset
* 时间:2014年10月16日16:28:59
* 作者:cutter_point
*/

#ifndef URAND_H_INCLUDED
#define URAND_H_INCLUDED

#include <bitset>
#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using std::size_t;
using std::bitset;

template<size_t UpperBound> class Urand
{
    bitset<UpperBound> used;
public:
    Urand() { srand(time(0)); }  //产生随机数
    size_t operator()();
};

template<size_t UpperBound>
inline size_t Urand<UpperBound>::operator()()
{
    if(used.count() == UpperBound)//b.count()	b中置为1的二进制位的个数
        used.reset();   //说明已经满了,里面为1的个数满了，全为1，那么这个让他全部重置为0
    size_t newval;
    while(used[newval = rand()%UpperBound])
        ;   //找到唯一的数值,就是为假的时候跳出来
    used[newval]=true;
    return newval;
}


#endif // URAND_H_INCLUDED

UrandTest.cpp

/**
* 书本:【ThinkingInC++】
* 功能:关于如何使用Urand.h
* 时间:2014年10月16日16:29:21
* 作者:cutter_point
*/

#include <iostream>
#include "Urand.h"

using namespace std;

int main()
{
    Urand<10> u;
    for(int i=0 ; i < 20 ; ++i)
        cout<<u()<<' ';

    system("pause");
    return 0;
}

5.1.3 模板类型的模板参数

TempTemp.cpp

/**
* 书本:【ThinkingInC++】
* 功能:关于模板类型的模板参数
* 时间:2014年10月16日16:29:58
* 作者:cutter_point
*/

#include <cstddef>
#include <iostream>

using namespace std;

template<class T>
class Array
{
    enum { INIT=10 };   //美剧类型，这是为了避免使用宏
    T* data;
    size_t capacity;
    size_t count;
public:
    Array()
    {
        count=0;
        data=http://www.mamicode.com/new T[capacity = INIT];    //创建一个T类型的数组>

 
关于typename的探讨
 
typename
"typename"是一个C++程序设计语言中的关键字。当用于泛型编程时是另一术语"class"的同义词。[1]这个关键字用于指出模板声明（或定义）中的非独立名称（dependent names）是类型名，而非变量名。以下是对于泛型编程中typename两种迥然不同的用法的解释。
class关键字的同义词
这是一项C++编程语言的泛型编程（或曰“模板编程”）的功能，typename关键字用于引入一个模板参数，例如：
// 定义一个返回参数中较大者的通用函数
template <typename T>
const T& max(const T& x, const T& y)
{
  if (y < x){
    return x;
  }
  return y;
}
这种情况下，typename可用另一个等效的关键字class代替，如下代码片段所示：
// 定义一个返回参数中较大者的通用函数
template <class T>
const T& max(const T& x, const T& y)
{
  if (y < x) {
    return x;
  }
  return y;
}
以上两段代码没有功能上的区别。
类型名指示符
考虑下面的错误代码：
template <typename T>
void foo(const T& t)
{
   // 声明一个指向某个类型为T::bar的对象的指针
   T::bar * p;
}
 
struct StructWithBarAsType {
   typedef int bar;
};
 
int main() {
   StructWithBarAsType x;
   foo(x);
}
这段代码看起来能通过编译，但是事实上这段代码并不正确。因为编译器并不知道T::bar究竟是一个类型的名字还是一个某个变量的名字。究其根本，造成这种歧义的原因在于，编译器不明白T::bar到底是不是“模板参数的非独立名字”，简称“非独立名字”。[2]注意，任何含有名为“bar”的项的类T，都可以被当作模板参数传入foo()函数，包括typedef类型、枚举类型或者变量等。
为了消除歧义，C++语言标准规定：
A name used in a template declaration or definition andthat is dependent on a template-parameter is assumed not to name a type unlessthe applicable name lookup finds a type name or the name is qualified by thekeyword typename.
意即出现上述歧义时，编译器将自动默认bar为一个变量名，而不是类型名。所以上面例子中的代码 T::bar * p 会被解释为乘法，而不是声明p为指向T::bar类型的对象的指针。
如果还有另一个名为StructWithBarAsValue类型，如下：
struct StructWithBarAsValue {
    int bar;
};
那么，编译器将以完全不同的方式来解释
T::bar * p
的含义。
解决问题的最终办法，就是显式地告诉编译器，T::bar是一个类型名。这就必须用typename关键字，例如：
template <typename T>
void foo(const T& t)
{
   // 声明一个指向某个类型为T::bar的对象的指针
   typename T::bar * p;
}
这样，编译器就确定了T::bar是一个类型名，p也就自然地被解释为指向T::bar类型的对象的指针了。
 
 
5.4 名称查找问题
 
FriendScope2.cpp
 
/**
* 书本:【ThinkingInC++】
* 功能:关于模板的友元函数
* 时间:2014年10月16日16:30:49
* 作者:cutter_point
*/

#include <iostream>

using namespace std;

//前向声明
template<class T> class Friendly;
template<class T> void f(const Friendly<T>&);

template<class T>
class Friendly
{
    T t;
public:
    Friendly(const T& theT) : t(theT) {}
    friend void f<> (const Friendly<T>&);   //这里注意加一个<>是为了表示这是一个模板
    void g() { f(*this); }
};

void h()
{
    f(Friendly<int>(1));
}

template<class T>
void f(const Friendly<T>& fo) { cout<<fo.t<<endl; }

int main()
{
    h();
    Friendly<int>(2).g();

    return 0;
}


 
这里Friendly中的f的声明里的尖括号。这谁必须的，它告诉编译器f是一个模板。否则，编译器就会去寻找一个名为f的普通函数而不会找到他。
 
 
Box1.cpp
用模板定义操作符号
 
/**
* 书本:【ThinkingInC++】
* 功能:定义模板的操作符
* 时间:2014年10月16日16:31:13
* 作者:cutter_point
*/

#include <iostream>

using namespace std;

//前向声明
template<class T> class Box;

template<class T>
Box<T> operator+(const Box<T>&, const Box<T>&);

template<class T>
ostream& operator<<(ostream&, const Box<T>&);

//定义
template<class T>
class Box
{
    T t;
public:
    Box(const T& theT) : t(theT) {}
    friend Box operator+<>(const Box<T>&, const Box<T>&);   //表明这是一个模板
    friend ostream& operator<< <>(ostream&, const Box<T>&); //同上
};

template<class T>
Box<T> operator+(const Box<T>& b1, const Box<T>& b2)
{
    return Box<T>(b1.t+b2.t);
}

template<class T>
ostream& operator<<(ostream& os, const Box<T>& b)
{
    return os<<'['<<b.t<<']';
}

int main()
{
    Box<int> b1(1), b2(2);
    cout<<b1+b2<<endl;

    return 0;
}


 
这个程序有一个缺点，就是不能进行隐式转换，因为模板没有提供这些转换。
 
【ThinkingInC++】73、深入理解模板