C ++函数模板问题

Question

我使用C＃已有很长时间了，我对C ++中的函数模板有一些疑问。

template <typename T>
T max(T x, T y)
{
    return (x > y) ? x : y;
}

1. 为什么在模板参数声明中typename使用某些示例而使用其他示例class？有什么不同？
2. 是否有任何方法可以限制T到特定类型，或从特定类型派生的类型？
3. 一个类是否可以通过两种方法使用相同的名称，但一种方法是模板化的，而另一种则不是？

更新：

我很感谢所有答案，但是其中一些包含了一些示例，当我尝试将其应用于我的代码时，这些示例将不会编译。

为了澄清问题3，我有以下方法：

template<typename T>
std::unique_ptr<T> ExecuteSqlQuery(LPCTSTR pszSqlQuery, UINT nOpenType = AFX_DB_USE_DEFAULT_TYPE);

我想声明使用CRecordsetas 的此变量的变体T，以使以下任一语句均有效：

auto result = db.ExecuteSqlQuery<CCustomerRecordset>(L"SELECT ...");

auto result = db.ExecuteSqlQuery(L"SELECT ...");

Answer 1

为什么在模板参数声明中typename使用某些示例而使用其他示例class？有什么不同？

模板参数声明中的两者没有什么区别，但是在其他情况下，它们都有其他单独的含义。例如typename，用于将从属名称标记为类型名称，class并用于引入类声明。

有什么方法可以将T限制为特定类型，或从特定类型派生的类型？

是的，一种方法是依靠SFINAE放弃满足某些条件的类型的实例化，通常由来促进std::enable_if，例如（使用C ++ 14）：

template<typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_base_of_v<SomeBaseClass, T>>
T max(T x, T y)
{
    return (x > y) ? x : y;
}

在即将发布的C ++ 20中，将支持Concepts，使您可以编写

template<std::DerivedFrom<SomeBaseClass> T>
T max(T x, T y)
{
    return (x > y) ? x : y;
}

一个类是否可以通过两种方法使用相同的名称，但一种方法是模板化的，而另一种则不是？

是的，这是可能的。在过载解决方案中，如果两个候选者都具有相同的匹配性，则首选非模板化者。

Answer 2

1. 在这种特定情况下，两者class和typename均值相同，没有区别。class只是短一点:-)。

2. 在C ++ 20之前，我们可以结合SFINAE技术尝试使用复杂的模板元编程来限制模板参数。基本上，如果参数不满足某些条件，它将使模板实例化失败。尽管这是一种非常强大的方法，但它也有缺点：增加了编译时间，并且错误信息非常长且不清楚。

   在C ++ 20中，我们有一个名为概念的新语言功能，旨在以简单明了的方式实现完全相同的功能。

3. 是的，功能模板可以使用常规功能进行重载。如果两者都匹配，则将选择常规功能。但是请注意，一般而言，模板重载解析是一个非常复杂的主题。

Answer 3

1. 老派的C ++使用了“类”，但是现在我们使用了“类型名”。您仍然可以使用类，但建议使用typename。
2. 是的，您可以通过专业化来限制类型。

  template<typename T> T foo(T x); //< no implementation in the generic case

  template<> T foo<float>(T x) { return x; } //< float is allowed
  template<> T foo<double>(T x) { return x; } //< double is allowed

您也可以处理派生类型（有几种方法可以做到这一点）

#include <string>
#include <iostream>

struct Cow {};

template<typename T>
struct Moo
{
  // default to false
  template<bool valid = std::is_base_of<Cow, T>::value>
  static void moo()
  {
    std::cout << "No moo for you!" << std::endl;
  }

  // moo if T is a cow
  template<>
  static void moo<true>()
  {
    std::cout << "Mooooo!" << std::endl;
  }
};

struct AberdeenAngus : public Cow {};
struct Sheep {};

int main()
{
    Moo<AberdeenAngus>::moo();
    Moo<Sheep>::moo();
    return 0;
}

3. 是。

class Foo
{
public:
  template<typename T>
  T thing(T a) { return a; } //< template

  float thing(float a) { return a * 5.0f; } //< function overload
};

Answer 4

为什么在模板参数声明中有些示例使用typename而其他示例使用class？有什么不同？

从历史上看，

只typename允许用于简单模板，并且class应该用于模板模板参数：

template <template <typename> class C> void foo();

使用如

foo<std::unique_ptr>();

现在 (C++17) 在这些上下文中是可互换的。

有没有办法限制T到特定类型，或限制到从特定类型派生的类型？

你可以用SFINAE（它有几种语法）来做到这一点，在 C++20 中用Concepts来做到这一点。

template <typename T>
std::enable_if_t<some_trait<T>::value> foo();

有没有办法让一个类有两个同名的方法，除了一个是模板化的，另一个不是？

是的，你可能有几个这样的重载

template <template <class> typename C> void foo();
template <int> void foo();
void foo();

或者更简单

template <typename T> void foo(T); // #1
void foo(int); // #2

// Note that foo<int> (#1 with T = int) is different than foo (#2)