C++模板-36-类模板和继承和友元

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-02-26 08:28 18阅读 0赞

这里来学习下类模板作为父类，那么子类继承父类是有问题，这种问题是什么，如何解决。然后看看类模板配合友元函数的类内实现和类外实现。

**1.类模板和继承**

如果父类是一个模板类，子类继承的时候会有下面几个点需要注意

1.  当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
2.  如果不指定，编译器无法给与子类分配内存
3.  如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需要为类模板

先用代码演示1,2点，如果不指定父类T的类型，这个编译错误是什么

#include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    //类模板
    template <class T>
    class Base
    {
        T m;
    };
    
    // 子类
    class Sun : public Base
    {
    
    
    };
    
    
    void test01()
    {
        
    }
    
    int main()
    {
        test01();
        system("pause");
        return 0;
    }

上面代码在13行 Base这里会报错，内容是“缺少 类模板 "Base" 的参数列表”，所以这里不能直接继承。因为编译器无法分配内存，我们知道一个空的类对象是4字节的大小内存，但是子类不知道父类T的类型，所以成员变量没法知道大小，从而无法分配内存。例如父类T m 由于数据类型不同，内存大小是不同的。

**2. 把子类也写成模板，灵活继承父类**

如果要灵活使用父类这种模板类，子类也需要改成模板类。

#include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    //类模板
    template <class T>
    class Base
    {
        T m;
    };
    
    // 子类
    template <class T1, class T2>
    class Sun : public Base<T2>
    {
        
    
    };
    
    
    void test01()
    {
        
    }
    
    int main()
    {
        test01();
        system("pause");
        return 0;
    }

还是在13 14行，T1表示子类中继承下来的m的类型， T2表示父类中m的类型。

3.友元函数配合模板类内实现

先复习下什么是友元，就是使用关键字friend，告诉编译器，可以访问这个类下的私有成员变量和函数。例如下面定义这个全局函数就是friend修饰，就可以通过传入对象p进行访问到Person类的私有成员m\_Name和m\_Age。

#include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    //类模板
    template <class T1, class T2>
    class Person
    {
        // 全局函数
        friend void printPerson(Person<T1, T2> p)
        {
            cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
    
        }
    
    public:
        Person(T1 name,T2 age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
    
    private:
        T1 m_Name;
        T2 m_Age;
    };
    
    
    void test01()
    {
        Person<string, int>p("Anthony", 18);
        printPerson(p);
    }
    
    int main()
    {
        test01();
        system("pause");
        return 0;
    }

友元在模板类中实现很简单，直接在类内就实现。接下来如何看使用友元，但是模板类的成员函数是在类外实现。

#include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    // 类外实现
    template <class T1, class T2>
    class Person;
    
    // 告诉编译器这是一个模板函数
    template <class T1, class T2>
    void printPerson(Person<T1, T2> p)
    {
        cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
    }
    
    //类模板
    template <class T1, class T2>
    class Person
    {
        // 全局函数类外实现
        friend void printPerson<>(Person<T1, T2> p);
       
    public:
        Person(T1 name,T2 age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
    
    private:
        T1 m_Name;
        T2 m_Age;
    };
    
    void test01()
    {
        Person<string, int>p("Anthony", 18);
        printPerson(p);
    }
    
    int main()
    {
        test01();
        system("pause");
        return 0;
    }

全局函数类外实现比较复杂，第一 类模板声明放前面，告诉编译器Person是模板类，第二 全局函数实现也放前面，也是让编译器提前知道有这个全局函数，第三 类内部全局函数声明，其中加<>表示这个全局函数已经不是一个普通函数，而是变成一个模板函数。