20-模板多功能性
14.4.5 模板多功能性
可以将用于常规类的技术用于模板类。模板类可用作基类，也可用作组件类，还可用作其他模板的类型参数。例如，可以使用数组模板实现栈模板，也可以使用数组模板来构造数组——数组元素是基于栈模板的栈。即可以编写下面的代码：
template <typename T> // or <class T>
class Array
{
private:
T entry;
...
};
template <typename Type>
class GrowArray : public Array<Type> {...}; // inheritance
template <typename Tp>
class Stack
{
Array<Tp> ar; // use an Array<> as a component
...
};
...
Array < Stack<int> > asi; // an array of stacks of int在最后一条语句中，C++98要求使用至少一个空白字符将两个>符号分开，以免与运算符>>混淆。C++11不要求这样做。
1．递归使用模板
另一个模板多功能性的例子是，可以递归使用模板。例如，对于前面的数组模板定义，可以这样使用它：
ArrayTP< ArrayTP<int,5>, 10> twodee;这使得twodee是一个包含10个元素的数组，其中每个元素都是一个包含5个int元素的数组。与之等价的常规数组声明如下：
int twodee[10][5];请注意，在模板语法中，维的顺序与等价的二维数组相反。程序清单14.18使用了这种方法，同时使用ArrayTP模板创建了一维数组，来分别保存这10个组（每组包含5个数）的总数和平均值。方法调用cout.width(2)以两个字符的宽度显示下一个条目（如果整个数字的宽度不超过两个字符）。
程序清单14.18 twod.cpp
// twod.cpp -- making a 2-d array
#include <iostream>
#include "arraytp.h"
int main(void)
{
using std::cout;
using std::endl;
ArrayTP<int, 10> sums;
ArrayTP<double, 10> aves;
ArrayTP< ArrayTP<int,5>, 10> twodee;
int i, j;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
sums[i] = 0;
for (j = 0; j < 5; j++)
{
twodee[i][j] = (i + 1) * (j + 1);
sums[i] += twodee[i][j];
}
aves[i] = (double) sums[i] / 10;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
for (j = 0; j < 5; j++)
{
cout.width(2);
cout << twodee[i][j] << ' ';
}
cout << ": sum = ";
cout.width(3);
cout << sums[i] << ", average = " << aves[i] << endl;
}
cout << "Done.\n";
return 0;
}下面是程序清单14.18所示程序的输出。在twodee的10个元素（每个元素又是一个包含5个元素的数组）中，每个元素对应于1行：列出了每个元素包含的值、这些值的总和以及平均值。
2 3 4 5 : sum = 15, average = 1.5
2 4 6 8 10 : sum = 30, average = 3
3 6 9 12 15 : sum = 45, average = 4.5
4 8 12 16 20 : sum = 60, average = 6
5 10 15 20 25 : sum = 75, average = 7.5
6 12 18 24 30 : sum = 90, average = 9
7 14 21 28 35 : sum = 105, average = 10.5
8 16 24 32 40 : sum = 120, average = 12
9 18 27 36 45 : sum = 135, average = 13.5
10 20 30 40 50 : sum = 150, average = 15
Done.2．使用多个类型参数
模板可以包含多个类型参数。例如，假设希望类可以保存两种值，则可以创建并使用Pair模板来保存两个不同的值（标准模板库提供了类似的模板，名为pair）。程序清单14.19所示的小程序是一个这样的示例。其中，方法first() const和second() const报告存储的值，由于这两个方法返回Pair数据成员的引用，因此让您能够通过赋值重新设置存储的值。
程序清单14.19 pairs.cpp
// pairs.cpp -- defining and using a Pair template
#include <iostream>
#include <string>
template <class T1, class T2>
class Pair
{
private:
T1 a;
T2 b;
public:
T1 & first();
T2 & second();
T1 first() const { return a; }
T2 second() const { return b; }
Pair(const T1 & aval, const T2 & bval) : a(aval), b(bval) { }
Pair() {}
};
template<class T1, class T2>
T1 & Pair<T1,T2>::first()
{
return a;
}
template<class T1, class T2>
T2 & Pair<T1,T2>::second()
{
return b;
}
int main()
{
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
Pair<string, int> ratings[4] =
{
Pair<string, int>("The Purpled Duck", 5),
Pair<string, int>("Jaquie's Frisco Al Fresco", 4),
Pair<string, int>("Cafe Souffle", 5),
Pair<string, int>("Bertie's Eats", 3)
};
int joints = sizeof(ratings) / sizeof (Pair<string, int>);
cout << "Rating:\t Eatery\n";
for (int i = 0; i < joints; i++)
cout << ratings[i].second() << ":\t "
<< ratings[i].first() << endl;
cout << "Oops! Revised rating:\n";
ratings[3].first() = "Bertie's Fab Eats";
ratings[3].second() = 6;
cout << ratings[3].second() << ":\t "
<< ratings[3].first() << endl;
return 0;
}对于程序清单14.19，需要注意的一点是，在main()中必须使用Pair<string, int>来调用构造函数，并将它作为sizeof的参数。这是因为类名是Pair<string, int>，而不是Pair。另外，Pair<char *, double>是另一个完全不同的类的名称。
下面是程序清单14.19所示程序的输出：
Rating: Eatery
5: The Purpled Duck
4: Jaquie's Frisco Al Fresco
5: Cafe Souffle
3: Bertie's Eats
Oops! Revised rating:
6: Bertie's Fab Eats3．默认类型模板参数
类模板的另一项新特性是，可以为类型参数提供默认值：
template <class T1, class T2 = int> class Topo {...};这样，如果省略T2的值，编译器将使用int：
Topo<double, double> m1; // T1 is double, T2 is double
Topo<double> m2; // T1 is double, T2 is int第16章将讨论的标准模板库经常使用该特性，将默认类型设置为类。
虽然可以为类模板类型参数提供默认值，但不能为函数模板参数提供默认值。然而，可以为非类型参数提供默认值，这对于类模板和函数模板都是适用的。