C++ 模板模板（双模板？）

Posted 2023-02-16

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【中文标题】C++ 模板模板（双模板？）【英文标题】：C++ templates template (double template?) 【发布时间】：2011-06-25 11:13:39 【问题描述】：

我想构建一个Stack 类，以便用户能够选择他想使用哪个容器来实现Stack。例如，List/Vector。

部分代码：

stack.h

#ifndef STACK_H_
#define STACK_H_

template <typename T, template<typename T> class ContainerType>
class Stack
    ContainerType<T> container;
public:
    Stack() : container(ContainerType<T>())

;

#endif /* STACK_H_ */

test.cpp

#include "stack.h"
#include <vector>

int main()   
    Stack<int, std::vector<int> > stack;
    return 0;

好吧，它不编译。我在线收到下一个错误：

Stack<int, std::vector<int> > stack;

错误：

expected a class template, got `std::vector<int, std::allocator<int> >' test.cpp

invalid type in declaration before ';' token test.cpp

type/value mismatch at argument 2 in template parameter 
list for `template<class T, template<class T> class ContainerType> 
class Stack' test.cpp

‪

【问题讨论】：

这个错误是由于总是写using namespace std;并习惯它的蹩脚做法的结果。 @Armen 但真正的错误在其他地方。 【参考方案1】：

首先，它将是std::vector，仅此而已，因为vector 位于std 命名空间中，并且您要求模板模板参数，而std::vector<int> 不是模板了。接下来，std::vector 实际上采用两个模板参数，一个用于类型，另一个用于分配器：

template <
    typename T,
    template<typename, typename> class ContainerType,
    typename Alloc = std::allocator<T>
>
class Stack
  ContainerType<T, Alloc> container;
  // ...
;

// usage:
Stack<int, std::vector> s;

现在，这仅允许具有两个模板参数的容器作为底层类型，因此您最好使用标准所做的：将其作为普通类型：

template <typename T, typename ContainerType>
class Stack
  ContainerType container;
  // ...
;

// usage:
Stack<int, std::vector<int> > s;

为确保底层类型具有相同的T，您可以做一个假的“静态断言”，或者如果您有启用 C++0x 的编译器，您可以做一个实际的静态断言：

#include <tr1/type_traits> // C++03 us std::tr1::is_same
//#include <type_traits> // C++0x, use std::is_same

template <typename T, typename ContainerType>
class Stack
  typedef typename ContainerType::value_type underlying_value_type;
  typedef char ERROR_different_value_type[
               std::tr1::is_same<T, underlying_value_type>::value ? 1 : -1
                                         ]
  ContainerType container;
  // ...
;

这是因为如果T 与使用的容器的T 不同，它将是typedef char ERROR_different_vale_type[-1]，并且不可能存在负大小的数组，这会导致编译器错误。 :) 现在，使用 C++0x，您只需 static_assert 即可：

#include <tr1/type_traits> // C++03
//#include <type_traits> // C++0x

template <typename T, typename ContainerType>
class Stack
  typedef typename ContainerType::value_type underlying_value_type;
  static_assert(std::tr1::is_same<T, underlying_value_type>::value,
    "Error: The type of the stack must be the same as the type of the container");
  ContainerType container;
  // ...
;

为方便起见，您现在可以为常见情况指定默认模板参数：

template <typename T, typename ContainerType = std::vector<T>>
class Stack
  ContainerType container;
  // ...
;

// usage:
Stack<int> s;

此时您可以使用std::stack，它正是这样做的（尽管它使用std::deque 作为底层类型）。 :)

【讨论】：

是的，但我也希望能够编写 Stack > 堆栈，而不仅仅是向量。如果我使用你的第二个代码块，如果我使用会发生什么： Stack > stack.它会只是一个双向量吗？我可以做一个约束，使向量的类型为 int 而不是 double（我的意思是它会像第一种类型）？ @user550413：如果你写Stack <int, List>，那么容器类型将是List<int>，就像Stack <int, vector>得到vector时一样。非常感谢。我在定义复制构造函数时遇到问题？ @user：到底是什么？如果它与这个问题无关，请打开一个新问题！ :) 可变参数模板有助于解决模板数量问题：en.wikipedia.org/wiki/Variadic_template【参考方案2】：

最简单的方法是不使用模板模板参数，因为容器的数量问题。

相反，只需传递完整的容器类型，仅此而已。然后提取value_type（标准STL内部typedef）得到值。

template <typename Container>
class Stack

public:
  typedef typename Container::value_type value_type;

private:
  Container _container;
; // class Stack<Container>

然后，您可以简单地将其用作Stack< std::vector<int> >，它将包含ints。

【讨论】：

【参考方案3】：

由于vector 属于std 命名空间，您必须对其进行限定。但除此之外，ContainerType 是模板模板参数，您需要传递模板而不是最终类型：