在课堂上使用模板的困惑

Question

我目前正在自学/学习泛型编程以及如何使用templates 在运行时声明数据类型。我理解了基本示例，您可以将变量设置为模板，以便以后可以创建任何数据类型，但这是我尝试使用类/向量的模板：

#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

template <class T, class U>   
class CMap{ 
private:
    vector<T> keys;
    vector<U> values;

public:
    void insert(T key, U value){
        keys.push_back(key);
        values.push_back(value);
    }

    void get(int n){
        cout << keys[n] << " values ->" << values[n];
    }
};

int main(){
    CMap<string, int> grades;
    grades.insert("Jones", 12);
    grades.insert("Smith", 40);

    grades.get(0);
    cout << endl;
    grades.get(1);
    cout << endl;
}

我知道我们创建了 T 和 U 作为模板，它们将进入 vector 数据类型。我也知道我们可以动态使用insert 方法，因为T 和U 是模板。

我不明白的：

当我宣布我的班级时，我被告知要添加以下 <string, int> 我不明白这是在做什么？它怎么知道第一个参数应该转到vector<t> keys 而<> 中的第二个参数应该转到vector<u> values - 如果这是它正在做的事情？

Answer 1

当您使用语句CMap<string, int> grades; 时，您将创建CMap 类型的对象，其中T 的每次出现都被string 替换，U 的每次出现都被int 替换。

由于您的插入方法具有签名void insert(T key, U value)，因此您新创建的对象将采用string 和int 来替换T 和U，因为这是您在创建对象时提供的数据类型.

您可以对T 和U 使用您喜欢的任何数据类型，包括您自己的类。

Answer 2

让我们先弄清楚在 C++ 中声明模板是什么意思，因为似乎有些混乱。

什么是模板是

模板是你用来创建类的东西，有点像类工厂。模板不是类也不是类型。

您通过template<class T, class U /* ... */> 声明模板及其将采用的参数，类似于函数将值作为参数的方式。

当您将类型作为模板参数传入时，您实例化模板，从而创建了一个类型。实例化模板时，您传入的类型将替换相同参数的出现，这与参数传递与函数的工作方式类似。

template<class T>
class MyTemplateClass
{
public:
    T member;
};
MyTemplateClass<int> var;

在本例中，MyTemplateClass 是模板，它不是类型。

MyTemplateClass<int> 是一种类型，只有一个int类型的成员变量。我们说MyTemplateClass<int> 是MyTemplateClass 的实例化。 MyTemplateClass 中每次出现的 T 都将替换为 MyTemplateClass<int> 中的 int。

由于MyTemplateClass<int>只是一个类型，最后一行只是一个变量声明，因此var只是一个MyTemplateClass<int>类型的变量。

这一切都发生在编译时，不是运行时。
编译器确切地知道MyTemplateClass<int> 是什么，它确切地知道其中的类型，它确切地知道代码应该编译成什么。

回答您的问题

你的情况

template<class T, class U>
class CMap{ 
private:
    vector<T> keys;
    vector<U> values;
//...
};

实际上是在声明您有一个具有 2 个参数和 2 个成员变量的模板。 keys 的类型为 vector<T>，其中 T 是第一个模板参数，values 的类型为 vector<U>，其中 U 是第二个模板参数。

CMap<string, int> grades;

实际上是在声明一个变量grades，类型为CMap<string, int>。

CMap<string, int> 是 CMap 的实例化，string 和 int 作为参数。

grades.keys 的类型为 vector<string>，grades.values 的类型为 vector<int>。