В этом случае требуется использовать несколько необычный синтаксис. Методы и другие части класса объявляются как в обычном классе, но при определении методов требуется включить дополнительные лексемы, которые говорят компилятору, что это части шаблона класса. Например,
getVal
можно определить вот так (сравните с примером 8.12)
template<typename T>
const T& TreeNode<T>::getVal const {
return(val_);
}
Тело
функции выглядит точно так же.
Однако с шаблонами следует быть осторожными, так как если написать шаблон, который используется повсеместно, то можно получить раздувание кода, что случается, когда один и тот же шаблон с одними и теми же параметрами (например,
TreeNode<int, short>
) компилируется в нескольких объектных файлах. По существу в нескольких файлах окажется одно и то же двоичное представление экземпляра шаблона, и это сделает библиотеку или исполняемый файл значительно больше по размеру, чем требуется.
Одним из способов избежать этого является использование явного создания экземпляров, что позволяет указать компилятору создать версию шаблона класса для определенного набора аргументов шаблона. Если сделать это в таком месте, которое компонуется вместе с остальными клиентскими частями, то раздувания кода не произойдет. Например, если известно, что в приложении будет использоваться
TreeNode<string>
, то в общий исходный файл можно поместить такую строку.
// common.cpp
template class TreeNode<string>;
Соберите динамическую библиотеку с этим файлом, и после этого код, использующий
TreeNode<string>
, сможет применять эту библиотеку динамически, не содержа своей собственной скомпилированной версии шаблона. Другой код может включить заголовочный файл шаблона класса, затем скомпоноваться с этой библиотекой и. следовательно, избежать необходимости иметь свою копию. Однако этот подход требует проведения экспериментов, так как не все компиляторы имеют одинаковые проблемы с раздуванием кода, но это общий подход для его минимизации.
Шаблоны C++ (как классов, так и функций) — это очень обширная тема, и имеется огромное количество методик создания мощных, эффективных проектов на основе шаблонов. Великолепным примером шаблонов классов являются контейнеры из стандартной библиотеки, такие как
vector
,
list
,
set
и другие, которые описываются в главе 15. Большая часть интересных разработок, описанных в литературе по С++, связана с шаблонами. Если вы заинтересовались этим предметом, почитайте группы новостей comp.lang.std.c++ и comp.lang.c++. В них всегда можно найти интересные вопросы и ответы на них.
Смотри также
Рецепт 8.12.
8.12. Написание шаблона метода класса
Проблема
Имеется
один метод, который должен принимать параметр любого типа, и невозможно ограничиться каким-либо одним типом или категорией типов (используя указатель на базовый класс).
Решение
Используйте шаблон метода и объявите параметр шаблона для типа объекта. Небольшая иллюстрация приведена в примере 8.13.
Пример 8.13. Использование шаблона метода
class ObjectManager {
public:
template<typename T> T* gimmeAnObject;
template<typename T>
void gimmeAnObject(T*& p);
};
template<typename T>
T* ObjectManager::gimmeAnObject {
return(new T);
}
template<typename T>
void ObjectManager::gimmeAnObject(T*& p) {
p = new T;
}
class X { /*...*/ };
class Y { /* ... */ };
int main {
ObjectManager om;
X* p1 = om.gimmeAnObject<X>; // Требуется указать параметр
Y* p2 = om.gimmeAnObject<Y>; // шаблона
om.gimmeAnObject(p1); // Однако не здесь, так как компилятор может
om.gimmeAnObject(p2); // догадаться о типе T по аргументам
}
Обсуждение
При обсуждении шаблонов функций или классов слова «параметр» и «аргумент» становятся несколько двусмысленными. Имеется по два вида каждого: шаблона и функции. Параметры шаблона — это параметры в угловых скобках, например
T
в примере 8.13, а параметры функции — это параметры в обычном смысле.
Рассмотрим класс
ObjectManager
из примера 8.13. Это упрощенная версия шаблона фабрики, описанного в рецепте 8.2, так что мне потребовалось объявить метод
gimmeAnObject
, который создает новые объекты и который клиентский код сможет использовать вместо непосредственного обращения к
new
. Это можно сделать, либо возвращая указатель на новый объект, либо изменяя указатель, переданный в метод клиентским кодом. Давайте посмотрим на каждый из этих подходов.