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C++ 類模板完整指南：從基礎語法到迭代器實作

編輯：關於C++

類模板核心機制

類模板需在前方加上 template <typename T>，將所有需泛型化的型別位置替換為 T。使用時需指定具體型別如 Class<T>。成員函數定義時同樣需加模板參數列表，且類名需改為 Class<T>:: 形式。

Blob 容器完整實作

/* 
 * cppprimer.cpp - 類模板與迭代器範例
 * Created on: 2013.11.21
 * Author: Caroline 
 * eclipse cdt, gcc 4.8.1
 */
#include <iostream>
#include <vector>
#include <initializer_list>
#include <memory>
#include <cstddef>

template <typename T> class BlobPtr;
template <typename T> class Blob;

template <typename T>
class Blob {
    friend class BlobPtr<T>;
public:
    typedef T value_type;
    typedef typename std::vector<T>::size_type size_type;
    
    Blob() : data(std::make_shared<std::vector<T>>()) {}
    Blob(std::initializer_list<T> il) 
        : data(std::make_shared<std::vector<T>>(il)) {}
    
    size_type size() const { return data->size(); }
    bool empty() const { return data->empty(); }
    void push_back(const T &t) { data->push_back(t); }
    void push_back(T &&t) { data->push_back(std::move(t)); }
    void pop_back();
    T& back();
    T& operator[](size_type i);
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> data;
    void check(size_type i, const std::string &msg) const;
};

// 成員函數定義需雙重模板參數
template <typename T>
void Blob<T>::check(size_type i, const std::string &msg) const {
    if (i >= data->size()) throw std::out_of_range(msg);
}

template <typename T>
T& Blob<T>::back() {
    check(0, "back on empty Blob");
    return data->back();
}

template <typename T>
T& Blob<T>::operator[](size_type i) {
    check(i, "subscript out of range");
    return (*data)[i];
}

template <typename T>
void Blob<T>::pop_back() {
    check(0, "pop_back on empty Blob");
    data->pop_back();
}

BlobPtr 迭代器實作

template <typename T>
class BlobPtr {
public:
    BlobPtr() : curr(0) {}
    BlobPtr(Blob<T> &a, size_t sz = 0) : wptr(a.data), curr(sz) {}
    
    T& operator*() const {
        auto p = check(curr, "dereference past end");
        return (*p)[curr];
    }
    
    BlobPtr& operator++();  // 前綴
    BlobPtr& operator--();
    BlobPtr operator++(int); // 後綴
    BlobPtr operator--(int);
    
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> check(std::size_t, const std::string&) const;
    std::weak_ptr<std::vector<T>> wptr;  // 弱引用避免循環參考
    std::size_t curr;
};

// 前綴遞增：先檢查再遞增
template <typename T>
BlobPtr<T>& BlobPtr<T>::operator++() {
    check(curr, "increment past end of BlobPtr");
    ++curr;
    return *this;
}

// 後綴遞增：回傳舊值
template <typename T>
BlobPtr<T> BlobPtr<T>::operator++(int) {
    BlobPtr ret = *this;
    ++*this;
    return ret;
}