C++11 新特性之 template

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前七篇在这里:
C++11新特性之新类型与初始化: blog.guoyb.com/2016/06/18/…
C++11新特性之类型推断与类型获取: blog.guoyb.com/2016/06/25/…
C++11新特性之lambda: blog.guoyb.com/2016/06/30/…
C++11新特性之容器相关特性: blog.guoyb.com/2016/07/09/…
C++11新特性之智能指针: blog.guoyb.com/2016/08/02/…
C++11新特性之Class: blog.guoyb.com/2016/08/14/…
C++11新特性之右值引用与移动: blog.guoyb.com/2016/08/20/…

这是C++11新特性介绍的第八部分,涉及到template相关的新特性。
不想看toy code的读者可以直接拉到文章最后看这部分的总结。

function

C++提供了很多种可调用对象,例如函数指针、lambda、重载了operator()的对象等。有时我们需要将这些对象统一管理,这时使用如下这种方式是不行的:

int add(int i, int j) { return i + j; }
struct divide
{
  int operator()(int i, int j)
  {
    return i / j;
  }
};

std::map> binops = {
  {"+", add},
  {"-", std::minus()},
  {"*", [](int i, int j) {return i * j; }},
  {"/", divide()},
};

无法直接将binops中的可调用对象直接转换成int(*)(int, int)。

C++11新标准中提供了一个名为function的标准库类,可以用function来表示以上所有的函数调用,只要这些函数调用的参数类型和返回类型是一致的。

std::cout<<"test function:\n";
std::map> binops = {
  {"+", add},
  {"-", std::minus()},
  {"*", [](int i, int j) {return i * j; }},
  {"/", divide()},
};
std::cout<<"+:\t"< done.\n"<

模板友元

在新标准中,可以声明一个类的模板参数类型为类的友元。

template class Bar
{
friend T;
protected:
  int val = 100;
};

class Foo
{
public:
  void print_bar(Bar &bar) {std::cout<<"bar:\t"< bar;
Foo foo;
foo.print_bar(bar);
std::cout<<"test friend template type done.\n"<

可以看到,由于友元机制,在Foo中可以直接访问到Bar的protected属性。

模板别名

新标准中,可以使用using为模板声明别名。

template using twin = std::pair;
template using str_int = std::pair;

std::cout<<"test template alias:\n";
twin twin_str = {"abc", "def"};
std::cout<<"twin_str:\t"< strno = {"abc", 100};
std::cout<<"strno:\t"<

可以看到,在声明str_int的时候,还可以用某一类型部分实例化模板。这是一个挺好用的特性。

默认参数

新标准中,可以像为函数提供默认参数一样,为模板参数提供默认值。

template>
int compare(const T &v1, const T &v2, F f=F())
{
  if(f(v1, v2)) return -1;
  if(f(v2, v1)) return 1;
  return 0;
}

std::cout<<"test default template parameter:\n";
std::cout<<"compare int 1 2:\t"<

尾置返回类型

当时用模板定义一个函数时,有时函数的返回类型是和模板参数相关的,这时可以通过decltype获得返回类型。

template
decltype(*beg) get_begin(It beg)
{
  return *beg;
}

但是这样写是无法通过编译的,因为decltype进行类型推断时,beg还不存在。所以这时需要使用尾置返回类型。

template
auto get_begin(It beg) -> decltype(*beg)
{
  return *beg;
}
std::cout<<"test tail return type of template:\n";
std::vector numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
std::cout<<"get_begin:\t"<

不定长模板

新标准中,可以定义一个不定长度的模板参数列表。这种形式,一般和递归结合使用。

template
std::ostream &print_variadic(std::ostream &os, const T &t)
{
  return os<
std::ostream &print_variadic(std::ostream &os, const T &t, const Args&... rest)
{
  os<

第一次为print_variadic传入了4个需要打印的对象,则实例化第二个不定长模板函数,将100赋值给t,并将剩余的3个参数打包成rest。

在内部递归中,将不断的将rest包中的第一个参数拿出来付给t,剩余参数打包进行下一次递归调用。

最后只剩一个参数时,两种形式的print_variadic都可以匹配,但是第一种没有模版参数包的版本更加特例化,因此将调用第一种形式的print_variadic,结束递归。

总结

  1. 提供了一个名为function的标准库类,可以用function来表示多个不同形式的函数调用,只要这些函数调用的参数类型和返回类型是一致的。
  2. 在新标准中,可以声明一个类的模板参数类型为类的友元。
  3. 新标准中,可以使用using为模板声明别名。
  4. 新标准中,可以像为函数提供默认参数一样,为模板参数提供默认值。
  5. 部分模板函数返回值需要使用尾置返回类型。
  6. 新标准中,可以定义一个不定长度的模板参数列表,将参数打包。这种形式,一般和递归结合使用。

完整代码详见template.cpp

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