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成员模板

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模板声明(函数以及变量(C++14 起))可以出现在任何非局部类的类、结构体或联合体的成员规范中。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
 
struct Printer
{
    // generic functor
    std::ostream& os;
    Printer(std::ostream& os) : os(os) {}
    template<typename T>
    void operator()(const T& obj) { os << obj << ' '; } // member template
};
 
int main()
{
    std::vector<int> v{1,2,3};
    std::for_each(v.begin(), v.end(), Printer(std::cout));
    std::string s{"abc"};
    std::ranges::for_each(s, Printer(std::cout));
}

输出

1 2 3 a b c

成员模板的偏特化可以出现在类作用域和外部命名空间作用域。显式特化可以出现在主模板可以出现的任何作用域。

struct A
{
    template<class T> struct B;        // primary member template
    template<class T> struct B<T*> {}; // OK: partial specialization
//  template<> struct B<int*> {};      // OK via CWG 727: full specialization
};
template<> struct A::B<int*> {};       // OK
template<class T> struct A::B<T&> {};  // OK

如果外围类声明本身是一个类模板,当成员模板在类体外定义时,它接受两组模板参数:一组用于外围类,另一组用于其自身。

template<typename T1>
struct string
{
    // member template function
    template<typename T2>
    int compare(const T2&);
    // constructors can be templates too
    template<typename T2>
    string(const std::basic_string<T2>& s) { /*...*/ }
};
// out of class definition of string<T1>::compare<T2> 
template<typename T1> // for the enclosing class template
template<typename T2> // for the member template
int string<T1>::compare(const T2& s) { /* ... */ }

目录

[编辑] 成员函数模板

析构函数复制构造函数不能是模板。如果声明了一个可以实例化为复制构造函数类型签名的模板构造函数,则使用隐式声明的复制构造函数

成员函数模板不能是虚函数,派生类中的成员函数模板不能覆盖基类中的虚成员函数。

class Base
{
    virtual void f(int);
};
 
struct Derived : Base
{
    // this member template does not override Base::f
    template<class T> void f(T);
 
    // non-template member override can call the template:
    void f(int i) override
    {
         f<>(i);
    }
};

可以声明一个非模板成员函数和一个具有相同名称的模板成员函数。在发生冲突(当某个模板特化与非模板函数签名完全匹配时)的情况下,除非提供了显式模板参数列表,否则该名称和类型的使用将引用非模板成员。

template<typename T>
struct A
{
    void f(int); // non-template member
 
    template<typename T2>
    void f(T2); // member template
};
 
// template member definition
template<typename T>
template<typename T2>
void A<T>::f(T2)
{
    // some code
}
 
int main()
{
    A<char> ac;
    ac.f('c'); // calls template function A<char>::f<char>(char)
    ac.f(1);   // calls non-template function A<char>::f(int)
    ac.f<>(1); // calls template function A<char>::f<int>(int)
}


成员函数模板的类外定义必须与类内的声明等价(等价的定义见函数模板重载),否则它被认为是重载。

struct X
{
    template<class T> T good(T n);
    template<class T> T bad(T n);
};
 
template<class T> struct identity { using type = T; };
 
// OK: equivalent declaration
template<class V>
V X::good(V n) { return n; }
 
// Error: not equivalent to any of the declarations inside X
template<class T>
T X::bad(typename identity<T>::type n) { return n; }

[编辑] 转换函数模板

用户定义的转换函数可以是模板。

struct A
{
    template<typename T>
    operator T*(); // conversion to pointer to any type
};
 
// out-of-class definition
template<typename T>
A::operator T*() { return nullptr; }
 
// explicit specialization for char*
template<>
A::operator char*() { return nullptr; }
 
// explicit instantiation
template A::operator void*();
 
int main()
{
    A a;
    int* ip = a.operator int*(); // explicit call to A::operator int*()
}

重载决议期间,不会通过名称查找找到转换函数模板的特化。相反,所有可见的转换函数模板都会被考虑,并且通过模板参数推导(对转换函数模板有特殊规则)产生的所有特化都像通过名称查找找到一样被使用。

派生类中的 using-声明不能引用基类中模板转换函数的特化。

用户定义的转换函数模板不能具有推导的返回类型。

struct S
{
    operator auto() const { return 10; } // OK
    template<class T> operator auto() const { return 42; } // error
};
(C++14 起)

成员变量模板

变量模板声明可以出现在类作用域,在这种情况下它声明一个静态数据成员模板。详情请参见变量模板

(C++14 起)

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时的行为 正确的行为
CWG 1878 C++14 operator auto 在技术上是允许的 operator auto 被禁止