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第七节 模板(Templates)(3)

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template <> class class_name <type>
这个特殊化本身也是模板定义的一部分,因此,我们必须在该定义开头写template <>。而且因为它确实为一个具体类型的特殊定义,通用数据类型在这里不能够使用,所以第一对尖括号<> 内必须为空。在类名称后面,我们必须将这个特殊化中使用的具体数据类型写在尖括号<>中。
当我们特殊化模板的一个数据类型的时候,同时还必须重新定义类的所有成员的特殊化实现(如果你仔细看上面的例子,会发现我们不得不在特殊化的定义中包含它自己的构造函数 constructor,虽然它与通用模板中的构造函数是一样的)。这样做的原因就是特殊化不会继承通用模板的任何一个成员。
 
模板的参数值(Parameter values for templates)
除了模板参数前面跟关键字class 或 typename 表示一个通用类型外,函数模板和类模板还可以包含其它不是代表一个类型的参数,例如代表一个常数,这些通常是基本数据类型的。例如,下面的例子定义了一个用来存储数组的类模板:
// array template
#include <iostream.h>
template <class T, int N>
class array {
    T memblock [N];
public:
    void setmember (int x, T value);
    T getmember (int x);
};
template <class T, int N>
void array<T,N>::setmember (int x, T value) {
    memblock[x]=value;
}
template <class T, int N>
T array<T,N>::getmember (int x) {
    return memblock[x];
}
int main () {
    array <int,5> myints;
    array <float,5> myfloats;
    myints.setmember (0,100);
    myfloats.setmember (3,3.1416);
    cout << myints.getmember(0) << '\n';
    cout << myfloats.getmember(3) << '\n';
    return 0;
}
100
3.1416
我们也可以为模板参数设置默认值,就像为函数参数设置默认值一样。
下面是一些模板定义的例子:
template <class T> // 最常用的:一个class 参数。
template <class T, class U> // 两个class 参数。
template <class T, int N> // 一个class 和一个整数。
template <class T = char> // 有一个默认值。
template <int Tfunc (int)> // 参数为一个函数。
 
模板与多文件工程 (Templates and multiple-file projects)
从编译器的角度来看,模板不同于一般的函数或类。它们在需要时才被编译(compiled on demand),也就是说一个模板的代码直到需要生成一个对象的时候(instantiation)才被编译。当需要instantiation的时候,编译器根据模板为特定的调用数据类型生成一个特殊的函数。
当工程变得越来越大的时候,程序代码通常会被分割为多个源程序文件。在这种情况下,通常接口(interface)和实现(implementation)是分开的。用一个函数库做例子,接口通常包括所有能被调用的函数的原型定义。它们通常被定义在以.h 为扩展名的头文件 (header file) 中;而实现 (函数的定义) 则在独立的C++代码文件中。
模板这种类似宏(macro-like) 的功能,对多文件工程有一定的限制:函数或类模板的实现 (定义) 必须与原型声明在同一个文件中。也就是说我们不能再 将接口(interface)存储在单独的头文件中,而必须将接口和实现放在使用模板的同一个文件中。
回到函数库的例子,如果我们想要建立一个函数模板的库,我们不能再使用头文件(.h) ,取而代之,我们应该生成一个模板文件(template file),将函数模板的接口和实现 都放在这个文件中 (这种文件没有惯用扩展名,除了不要使用.h扩展名或不要不加任何扩展名)。在一个工程中多次包含同时具有声明和实现的模板文件并不会产生链接错误 (linkage errors),因为它们只有在需要时才被编译,而兼容模板的编译器应该已经考虑到这种情况,不会生成重复的代码。
 

名空间 (Namespaces)
通过使用名空间(Namespaces)我们可以将一组全局范围有效的类、对象或函数组织到一个名字下面。换种说法,就是它将全局范围分割成许多子域范围,每个子域范围叫做一个名空间(namespaces).
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