今日面试,对“”模板类和普通类实例化时有什么区别”的回答不是很准确,故做个总结
类模板描述了一组相关的类或数据类型,它们只能通过类型来区分:整数值、指向(或引用)具有全局链接的变量的指针、其他的组合。类模板尤其适用于描述通用但类型安全的数据结构。 声明一个普通的类模板:
template <typename T> class Complex{ public: //构造函数 Complex(T a, T b) { this->a = a; this->b = b; } //运算符重载 Complex<T> operator+(Complex &c) { Complex<T> tmp(this->a+c.a, this->b+c.b); return tmp; } private: T a; T b; } int main() { //对象的定义,必须声明模板类型,因为要分配内容 Complex<int> a(10,20); Complex<int> b(20,30); Complex<int> c = a + b; return 0; }与函数模板不同,类模板可以同时有类型参数(如 class Elem)和表达式参数(如 unsigned Size)。表达式参数可以是:
具有整型或枚举的值指向对象的指针或到对象的引用指向函数的指针或到函数的引用指向类成员函数的指针 template <class Elem> class Array { Elem* data; int size; public: Array( int sz ); int GetSize(); Elem& operator[]( int idx ); }; template <unsigned Size> class String { char data[Size]; static int overflows; public: String( char *initial ); int length(); };类模板的完整定义需要类模板函数成员和静态数据成员的定义。动态(非静态)数据成员由类模板声明完全定义。
在模板类的继承中,需要注意以下两点:
如果父类自定义了构造函数,记得子类要使用构造函数列表来初始化继承的时候,如果子类不是模板类,则必须指明当前的父类的类型,因为要分配内存空间继承的时候,如果子类是模板类,要么指定父类的类型,要么用子类的泛型来指定父类 template <typename T> class Parent{ public: Parent(T p) { this->p = p; } private: T p; }; //如果子类不是模板类,需要指明父类的具体类型 class ChildOne:public Parent<int>{ public: ChildOne(int a,int b):Parent(b) { this->cone = a; } private: int cone; }; //如果子类是模板类,可以用子类的泛型来表示父类 template <typename T> class ChildTwo:public Parent<T>{ public: ChildTwo(T a, T b):Parent<T>(b) { this->ctwo = a; } private: T ctwo; };普通模板函数和友元模板函数,声明和定义都写在类的内部,也不会有什么报错。正常。
template <typename T> class Complex { //友元函数实现运算符重载 friend ostream& operator<<(ostream &out, Complex &c) { out<<c.a << " + " << c.b << "i"; return out; } public: Complex(T a, T b) { this->a = a; this->b = b; } //运算符重载+ Complex operator+(Complex &c) { Complex temp(this->a + c.a, this->b + c.b); return temp; } //普通加法函数 Complex myAdd(Complex &c1, Complex &c2) { Complex temp(c1.a + c2.a, c1.b + c2.b); return temp; } private: T a; T b; }; int main() { Complex<int> c1(1,2); Complex<int> c2(3,4); Complex<int> c = c1 + c2; cout<<c<<endl; return 0; }如果普通的模板函数声明在内的内部,定义在类的外部,不管是否处于同一个文件,就跟普通的函数一样,不会出现任何错误提示。但是如果是友元函数就会出现报错,是因为有二次编译这个机制存在。 在编译器进行编译的时候,编译器会产生类的模板函数的声明,当时实际确认类型后调用的时候,会根据调用的类型进行再次帮我们生成对应类型的函数声明和定义。我们称之为二次编译。同样,因为这个机制,会经常报错找不到类的函数的实现。在模板类的友元函数外部定义时,也会出现这个错误。解决方法是 “ 类的前置声明和函数的前置声明 ”。
#include <iostream> using namespace std; template <typename T> class Complex { //友元函数实现运算符重载 friend ostream& operator<<(ostream &out, Complex<T> &c); public: Complex(T a, T b); //运算符重载+ Complex<T> operator+(Complex<T> &c); //普通加法函数 Complex<T> myAdd(Complex<T> &c1, Complex<T> &c2); private: T a; T b; }; //友元函数的实现 template <typename T> ostream& operator<<(ostream &out, Complex<T> &c) { out<<c.a << " + " << c.b << "i"; return out; } //函数的实现 template <typename T> Complex<T>::Complex(T a, T b) { this->a = a; this->b = b; } template <typename T> Complex<T> Complex<T>::operator+(Complex<T> &c) { Complex temp(this->a + c.a, this->b + c.b); return temp; } template <typename T> Complex<T> Complex<T>::myAdd(Complex<T> &c1, Complex<T> &c2) { Complex temp(c1.a + c2.a, c1.b + c2.b); return temp; } int main() { Complex<int> c1(1,2); Complex<int> c2(3,4); Complex<int> c = c1 + c2; cout<<c<<endl; return 0; }友元函数的定义写在类的外部–错误信息
Undefined symbols for architecture x86_64: "operator<<(std::__1::basic_ostream<char, std::__1::char_traits<char> >&, Complex<int>&)", referenced from: _main in demo1.o ld: symbol(s) not found for architecture x86_64 clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)可以通过前置声明解决二次编译的问题。
类的前置声明友元模板函数的前置声明友元模板函数声明需要增加泛型支持