C++模板的模板参数（五）

1.模板的模板参数

在C++中，模板的模板参数（Template Template Parameters）是一种特殊的模板参数，允许我们将另一个模板作为模板参数传递给一个模板。这种技术可以用于实现更灵活和通用的模板设计。

模板的模板参数使用两个 “template” 关键字来指示，其中第一个 “template” 用于声明模板参数，第二个 “template” 用于声明模板模板参数本身。通常情况下，还需指定模板模板参数的参数列表。

先观察一下示例：

template <typename T, typename CONT = std::vector<T>>
class Stack 
{
private:
    CONT elems;

public:
    void push(T const&);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const
    {
        return elems.empty();
    }    
    int32_t getElemsSize() const
    {        
        return elems.size();
    }
};

上面示例在使用的过程中，要不使用默认值，要不需要两次指定元素类型

Stack<int> int_stack;   //使用默认值

Stack<double, std::deque<double>> double_stack;	   //指定两次元素类型double

然而，借助于模板的模板参数，可以指定容器的类型而不需要指定所含元素的类型，这样在声明的时候可以使用Stack double_stack

2.实现方法

为了实现上述的特性，需要将第2个模板参数指定为模板的模板参数，那么Stack的声明如下：

template <typename T, template<typename ELEM> class CONT = std::vector >

class Stack 
{
private:
    CONT elems;

public:
    void push(T const&);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const
    {
        return elems.empty();
    }    
    int32_t getElemsSize() const
    {        
        return elems.size();
    }
};

上面示例需要注意两点

• template class CONT = std::vector >必须使用class，CONT是为了定义一个类，只能使用class
• 上面的示例无法使用，因为std::vector和模板的模板参数CONT不匹配，这里需要补充缺省值内存分配器allocator;

最终示例：

/*
 * @brief: class complates
 * @complie: g++ -g *.cc -o d -std=c++11
 * @autor: your name
 * @date: 2023/08/27
 */

#include 
#include 
#include 

template <typename T, template <typename ELEM, typename ALLOC = std::allocator<ELEM> > class CONT = std::vector>
class Stack 
{
private:
    CONT<T> elems;

public:
    void push(T const&);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const
    {
        return elems.empty();
    }    
    int32_t getElemsSize() const
    {        
        return elems.size();
    }
};

template <typename T, template <typename, typename> class CONT>
void Stack<T, CONT>::push(T const& elem)
{
    elems.push_back(elem);
}

template <typename T, template <typename, typename> class CONT>
void Stack<T, CONT>::pop()
{
    if(elems.empty()) 
    {
        throw std::out_of_range("empty stack");
    }
    elems.pop_back();
}

template <typename T, template <typename, typename> class CONT>
T Stack<T, CONT>::top() const
{
    if(elems.empty()) 
    {
        throw std::out_of_range("empty stack");
    }
    return elems.back();
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    //使用默认值
    Stack<int> int_stack;
    int_stack.push(10);
    int_stack.push(20);
    int_stack.push(30);
    std::cout<<int_stack.top()<<std::endl;

    //赋值类型
    Stack<double, std::deque> double_stack;	
    double_stack.push(10.11);
    double_stack.push(20.22);
    double_stack.push(30.33);
    std::cout<<double_stack.top()<<std::endl;

    return 0;
}

3.特别说明

在template > class CONT = std::vector>中第二个参数其实本身就是一个类模板，可以将其摘出来进行进一步的分析；

#include 
#include 
#include 

template <typename ELEM, typename ALLOC = std::allocator<ELEM> > 
class CONT
{
public:
	void printInfo()
    {
        std::cout<<"print info"<<std::endl;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    CONT<int> C;
    C.printInfo();

    return 0;
}

在template > class CONT = std::vector> 中，CONT接受的类型其实就是T，当然换成其他的类型也可以；