C++ Templates （2.2 使用Stack类模板 Use of Class Template Stack ）

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• 2.2 使用Stack类模板 Use of Class Template Stack

2.2 使用Stack类模板 Use of Class Template Stack

在C++17以前，使用类模板必须显式指定模板实参^[1]。以下例子展示如何使用类模板Stack<>

// basics/stack1test.cpp

#include "stack1.hpp"
#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
      Stack<int> intStack;      //int类型的栈
      Stack<std::string> stringStack;      //string类型的栈

      //操作int类型的栈
      intStack.push(7);
      std::cout << intStack.top() << '\n';

      //操作string类型的栈
      stdString.push("hello");
      std::cout << stringStack.top() << '\n';
      stringStack.pop();
}

通过声明类型Stack，int作为类模板内T的类型。因此，intStack为一个使用vector为元素的对象，任何被调用的成员函数将相应地实例化。相似地，通过声明Stackstd::string，创建一个使用vectorstd::string为元素的对象，任何被调用的成员函数将相应地实例化。

注意，只有被调用的模板（成员）函数代码才能被实例化。对于类模板，成员函数只有被调用才会实例化。这节省了时间和空间，同时也使得类模板可以被部分使用，这将在第2.3节中讨论。

本例中，int类型和string类型的默认构造函数、push()函数、top()函数都将被实例化，然而pop()函数只有string类型的进行了实例化。如果类模板有静态成员，这些静态成员也只实例化一次，而且只有使用了类模板的那一种类型进行了实例化。

实例化后的类模板类型可以像其他类型一样使用，可以用const或者volatile进行限定，或者基于它衍生出数组和引用。也可以将其作为typedef或者using进行类型定义的一部分（更多类型定义的内容详见第2.8节），或者当构建其他模板类型时作为类型参数，比如：

void foo(Stack<int> const& s) //参数s是int的Stack
{
      using IntStack = Stack<int>; //IntStack是Stack<int>的别名
      Stack<int> istack[10];      //istack是长度为10的Stack<int>的数组
      IntStack istack2[10];      //istack2也是长度为10的Stack<int>的数组
}

模板实参可以是任何类型，比如float类型的指针，甚至是int的Stack:

Stack<float*> floatPtrStack;      //float指针的Stack
Stack<Stack<int>> intStackStack;      //int的Stack的Stack

唯一的要求便是任何被调用的操作对于该类型是可行的。

注意到，C++11之前必须在两个闭模板括号（closing template brackets）之间放置空格：

Stack<Stack<int> > intStackStack;      //任何C++版本都没问题

如果不这么做而使用符号 >>，这将导致语法错误：

Stack<Stack<int>> intStackStack;       //C++11之前将引发错误

旧版本的这种行为的原因是这可以帮助C++编译器在第一轮中将源代码分成独立语义的片段（tokenize the source code independent of the semantics of the code）。然而，由于缺失空格是个典型的bug，这需要对应的错误消息，该代码的语义将越来越难以考虑在内。因此C++11移除了“在两个闭合模板括号中间必须加入空格”的规则，史称“角括号hack”（详见13.3.1节）。

脚注

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1. C++17引入了类模板实参推断，这使得可以跳过指定模板实参，只要可以从构造函数推断出模板实参。这将在2.9节中详细讨论。 ︎