C++<第二十八篇>：类模板

使用 template 关键字不但可以定义函数模板，也可以定义类模板。
类模板代表一族类，是用来描述通用数据类型或处理方法的机制，它使类中的一些成员变量和成员函数的参数或返回值可以取任意数据类型。
类模板可以说是用类生成类，减少类的定义数据。

（1）类模板的定义与声明

类模板的一般定义形式为：

template <类型形式参数>
class 类模板名
{
    
}

演示代码如下：

template <class T1, class T2>
class MyTemplate 
{
    T1 t1;
    T2 t2;

public:
    MyTemplate(T1 tt1, T2 tt2) 
    {
        t1 = tt1;
        t2 = tt2;
    }
    void display() 
    {
        cout << t1 << "  " << t2 << endl;
    }
};

template 关键字定义两个模板类：T1 和 T2。

T1 和 T2 的类型可能是基本数据类型，也可能是其他类，当使用类模板时，需要用 <> 来指定具体类型。

使用代码如下：

int a = 123;
double b = 3.1415;
MyTemplate<int, double> mt(a, b);
mt.display();

（2）设置默认模板参数

默认模板参数就是在类模板定义时设置类型形式参数表中一个类型参数的默认值，该默认值是一个数据类型，有默认的数据类型参数后，在定义模版新类时就可以不进行指定，例如：

template <class T1, class T2 = int>

int 是T2的默认形参，默认形参必须在形参列表的结尾。

在使用时只需要指定第一个形参的类型即可，第二个形参的类型则不需要指定，如果没有指定第二个形参的类型，那么就使用默认的类型：

MyTemplate<int> mt(a, b);

输出结果是： 123 3

（3）为具体类型的参数提供默认值

默认模板参数是由类模板中默认的数据类型做参数，在模板定义时还可以为默认的数据类型声明变量，以及为变量赋值，例如：

template <class T1, class T2, int num = 10>
class MyTemplate 
{
    T1 t1;
    T2 t2;

public:
    MyTemplate(T1 tt1, T2 tt2) 
    {
        t1 = tt1 + num;
        t2 = tt2 + num;
    }
    void display() 
    {
        cout << t1 << "  " << t2 << endl;
    }
};

int main()
{
    int a = 12;
    double b = 3.1415;
    MyTemplate<int, int> mt1(a, b);
    mt1.display();
    MyTemplate<int, int, 100> mt2(a, b);
    mt2.display();
    return 0;
}

输出结果是：

22  13
112  103

（4）类模板形参的参数也可以是类模板

在类模板定义中，类型形式参数表中的参数也可以是其他类模板，例如：

template <template <class T1> class T2>

（5）类模板的继承

类模板也可以进行继承，例如：

template <class T>
class MyTemplate :public T
{

}

（6）有界数组模板

C++ 语言不能检查数组下标是否越界，如果下标越界会造成程序的崩溃，程序员在编辑代码时很难找到下标越界错误。那么如何能让数组进行下标越界检测呢？
答案是建议数组模板，在模板定义时，对数组的下标进行检查。

在模板中想要获取下标值，需要重载数组下标运算符 []，重载数组下标运算符后使用模板类实例化的数组，就可以进行下标越界检测了。例如：

template <class T, int b>
class Array 
{
public:
    T& oprator[](int sub) 
    {
        assert(sub >= 0 && sub < b);
    }
};

程序中使用了 assert 进行警告处理，当有下标越界情况发生时就弹出对话框进行警告，然后输出出现错误的代码位置。
assert 函数需要使用 cassert 头文件。

数据模板的演示代码如下：

template <class T, int b>
class Array 
{
private:
    T tm[b];
public:
    T& operator[](int sub) 
    {
        assert(sub >= 0 && sub < b);
        return tm[sub];
    }
};

class Date 
{
    int iMonth, iDay, iYear;
    char format[128];

public:
    Date(int m = 0, int d = 0, int y = 0) 
    {
        iMonth = m;
        iDay = d;
        iYear = y;
    }
};

int main()
{
    Array<int, 4> arrary;
    arrary[0] = 0;
    arrary[1] = 1;
    arrary[2] = 2;
    arrary[3] = 3;

    cout << arrary[4] << endl; // 此时数组角标越界
    return 0;
}

错误信息如下：

image.png

[本章完...]