C++中类模板的定义和使用

引言

类模板就是一个模板，但是数据可以适用多种类型。类模板使用时需要模板的特例化，就变成了模板类。
本文只要是记录一下模板的使用。同时对于引用和右值引用传参做一下记录。

类模板

声明和定义

类模板的声明和定义一般都是放在同一个文件中，将其文件后缀名改为hpp。

有问有答

为什么要将类模板的声明和定义放在同一个函数

1. 类模板在编译的时候进行模板实例化，若将声明与定义分别放在两个文件中，可能会出现找不到模板的定义，导致编译错误。
2. 且由于模板实例化发生在编译时，而不是链接时，因此不需要为模板生成单独的目标文件。如果声明和定义分开，编译器可能会尝试为模板的定义生成目标文件，这会导致链接错误。

为什么头文件为hpp

hpp文件允许函数的声明和定义放在一个文件中。且声明为hpp后，一看头文件的名字就知道声明与定义在一个文件中。

示例

下面是一个类模板的示例。
Counter.hpp

#pragma once
template<typename T>
class MyClass
{
public:
	MyClass();
	~MyClass();
	void setValue(T& val);
	T* getValue()const;
	T getData()const;
private:
	T* m_ptr;
};

template<typename T>
MyClass<T>::MyClass() :m_ptr(nullptr)
{
	m_ptr = new T;
}

template<typename T>
MyClass<T>::~MyClass()
{
	delete m_ptr;
	m_ptr = nullptr;
}

template<typename T>
void MyClass<T>::setValue(T& val) {
	*m_ptr = val;
}

template<typename T>
T* MyClass<T>::getValue()const {
	return m_ptr;
}

template<typename T>
inline T MyClass<T>::getData() const
{
	return T(*m_ptr);
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "Counter.hpp"

using namespace std;


int main(int argc,char *argv[]) {
    MyClass<int> obj;
    int a = 45;
    obj.setValue(a);//右值引用可以使用右值，或者将左值转换为右值来传递参数，左值引用只能使用左值传递参数
    cout << "设置后其地址为：" << obj.getValue() << endl;
    cout << "设置后其值为：" << obj.getData() << endl;
	return 0;
}

运行结果

注意

参数传递

1. 引用
   上面的示例中，void setValue(T& val);参数为左值引用，此时在调用函数setValue的时候，传入参数时需要传入一个变量，而不能传入一个数值。

   obj.setValue(3);

这样会编译不通过。左值引用为变量的别名。
2. 右值引用
当将上面的函数改为void setValue(T&& val);其参数为右值引用类型，这时调用函数setValue时，传参需要使用move移动语义。

void setValue(T&& val);

template<typename T>
void MyClass<T>::setValue(T&& val) {
	*m_ptr = val;
}

使用的时候，可以使用move传参。

#include <iostream>
#include "Counter.hpp"

using namespace std;


int main(int argc,char *argv[]) {
    MyClass<int> obj;
    int a = 45;
    obj.setValue(move(a));//右值引用可以使用右值，或者将左值转换为右值来传递参数，左值引用只能使用左值传递参数
    cout << "设置后其地址为：" << obj.getValue() << endl;
    cout << "设置后其值为：" << obj.getData() << endl;
	return 0;
}

当然，也可以直接使用一个右值来传参。下面数值3就是一个右值。

#include <iostream>
#include "Counter.hpp"

using namespace std;


int main(int argc,char *argv[]) {
    MyClass<int> obj;
    obj.setValue(3);//右值引用可以使用右值，或者将左值转换为右值来传递参数，左值引用只能使用左值传递参数
    cout << "设置后其地址为：" << obj.getValue() << endl;
    cout << "设置后其值为：" << obj.getData() << endl;
	return 0;
}

ref

ref用于函数式传参，可以用于bind对象绑定器的传参，也可以用于thread线程传参。在对象绑定器中所指向的函数形参为引用时，若直接使用变量来传参，就会出现拷贝，而使用ref包装一下变量，就使用变量的引用，可以改变变量自身的值，不会出现拷贝。
详情可以参考：
ref的初步讲述