模板模板参数的一些用途是什么?

我已经看到一些c++使用模板模板参数(即将模板作为参数的模板)来进行基于策略的类设计的示例。这种技术还有什么其他用途?

当前回答

我认为你需要使用模板模板语法来传递一个参数，它的类型是依赖于另一个模板的模板，就像这样:

template <template<class> class H, class S>
void f(const H<S> &value) {
}

这里H是一个模板，但我想让这个函数处理H的所有特化。

注意:我已经编程c++很多年了，只需要一次。我发现这是一个很少需要的功能(当然，当你需要它的时候，它很方便!)

我一直在努力想一些好的例子，老实说，大多数时候这是不必要的，但让我们想出一个例子。让我们假设std::vector没有typedef value_type类型。

那么如何编写一个函数来为向量元素创建正确类型的变量呢?这是可行的。

template <template<class, class> class V, class T, class A>
void f(V<T, A> &v) {
    // This can be "typename V<T, A>::value_type",
    // but we are pretending we don't have it

    T temp = v.back();
    v.pop_back();
    // Do some work on temp

    std::cout << temp << std::endl;
}

注意:std::vector有两个模板形参，type和allocator，所以我们必须同时接受它们。幸运的是，由于类型演绎，我们不需要显式地写出确切的类型。

你可以这样用:

f<std::vector, int>(v); // v is of type std::vector<int> using any allocator

或者更好的是，我们可以用:

f(v); // everything is deduced, f can deal with a vector of any type!

更新:即使是这个人为的例子，虽然是说明性的，但由于c++11引入了auto，它不再是一个令人惊讶的例子。现在同样的函数可以写成:

template <class Cont>
void f(Cont &v) {

    auto temp = v.back();
    v.pop_back();
    // Do some work on temp

    std::cout << temp << std::endl;
}

这就是我喜欢写这类代码的方式。

2008-10-17 20:51:02

其他回答

这是我遇到的情况:

template<class A>
class B
{
  A& a;
};

template<class B>
class A
{
  B b;
};

class AInstance : A<B<A<B<A<B<A<B<... (oh oh)>>>>>>>>
{

};

可解为:

template<class A>
class B
{
  A& a;
};

template< template<class> class B>
class A
{
  B<A> b;
};

class AInstance : A<B> //happy
{

};

或者(工作代码):

template<class A>
class B
{
public:
    A* a;
    int GetInt() { return a->dummy; }
};

template< template<class> class B>
class A
{
public:
    A() : dummy(3) { b.a = this; }
    B<A> b;
    int dummy;
};

class AInstance : public A<B> //happy
{
public:
    void Print() { std::cout << b.GetInt(); }
};

int main()
{
    std::cout << "hello";
    AInstance test;
    test.Print();
}

2014-05-29 10:17:45

这是我的CUDA卷积神经网络库中的另一个实际示例。我有以下类模板:

template <class T> class Tensor

它实际上实现了n维矩阵操作。还有一个子类模板:

template <class T> class TensorGPU : public Tensor<T>

它实现了相同的功能，但使用GPU。这两个模板都可以使用所有基本类型，如float, double, int等我也有一个类模板(简化):

template <template <class> class TT, class T> class CLayerT: public Layer<TT<T> >
{
    TT<T> weights;
    TT<T> inputs;
    TT<int> connection_matrix;
}

这里使用模板模板语法的原因是我可以声明类的实现

class CLayerCuda: public CLayerT<TensorGPU, float>

它将在GPU上具有float类型的权重和输入，但connection_matrix将始终是int，无论是在CPU上(通过指定TT=Tensor)还是在GPU上(通过指定TT=TensorGPU)。

2011-07-17 19:13:15

它提高了代码的可读性，提供了额外的类型安全性，并节省了一些编译器的工作。

假设你想打印容器的每个元素，你可以使用下面的不带template参数的代码

template <typename T> void print_container(const T& c)
{
    for (const auto& v : c)
    {
        std::cout << v << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

或带模板模板参数

template< template<typename, typename> class ContainerType, typename ValueType, typename AllocType>
void print_container(const ContainerType<ValueType, AllocType>& c)
{
    for (const auto& v : c)
    {
        std::cout << v << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

假设传入一个整数，比如print_container(3)。对于前一种情况，模板将由编译器实例化，编译器将抱怨在For循环中使用c，后者将根本不实例化模板，因为没有找到匹配的类型。

一般来说，如果你的模板类/函数被设计成将模板类作为模板形参处理，最好把它弄清楚。

2017-08-30 18:35:21

下面是一个简单的例子，摘自Andrei Alexandrescu的《现代c++设计-泛型编程和设计模式的应用》:

他使用一个带有模板参数的类来实现策略模式:

// Library code
template <template <class> class CreationPolicy>
class WidgetManager : public CreationPolicy<Widget>
{
   ...
};

他解释说: 通常，宿主类已经知道，或者可以很容易地推断出策略类的模板参数。在上面的例子中，WidgetManager总是管理Widget类型的对象，因此要求用户在CreationPolicy的实例化中再次指定Widget是多余的，而且有潜在的危险。在这种情况下，库代码可以使用模板模板参数来指定策略。

结果是客户端代码可以以一种更优雅的方式使用'WidgetManager':

typedef WidgetManager<MyCreationPolicy> MyWidgetMgr;

而不是更麻烦，更容易出错的方式，一个定义缺乏模板模板参数将需要:

typedef WidgetManager< MyCreationPolicy<Widget> > MyWidgetMgr;

2008-10-18 11:03:51