Ngày 29 — Function templates và class templates

1. Vấn đề nó giải quyết

Template mô tả một họ function hoặc class một lần; compiler tạo phiên bản theo kiểu khi chương trình sử dụng. Nó làm ràng buộc quan trọng hiện rõ thay vì bắt người đọc đoán. Bài chỉ giữ phần cốt lõi C++11 vừa đủ cho một ngày tập trung.

2. Kiến thức cần có

Kiến thức Ngày 28, cùng biến, hàm và cách đọc output đã học trước đó.

3. Ý tưởng cốt lõi

Mental model: Template mô tả một họ function hoặc class một lần; compiler tạo phiên bản theo kiểu khi chương trình sử dụng. Hãy xác định giá trị hoặc trạng thái liên quan, ai sở hữu nó và quy tắc tác động lúc compile hay lúc chạy.

4. Cú pháp tối thiểu

template<class T> T bigger(T a, T b); template<class T> class Box;

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo dữ liệu nhỏ, cố định và không cần nhập bàn phím.
C++11 hoặc contract thư viện chuẩn áp dụng quy tắc hôm nay.
Chương trình in kết quả quan trọng để đối chiếu với mã nguồn.

6. Lỗi thường gặp

Template có thể trông hợp lệ cho tới khi một kiểu cụ thể instantiate thao tác không hỗ trợ, khiến lỗi xuất hiện tại nơi dùng.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi cùng thao tác hoặc dạng container type-safe dùng được với nhiều kiểu.
Tránh dùng khi nó che ownership, lifetime, kiểu, thứ tự hoặc chi phí.

8. Ví dụ đơn giản

Function template chọn giá trị lớn hơn và class template lưu một giá trị có kiểu; cả hai được instantiate với kiểu đơn giản. File .cpp dùng dữ liệu cố định và không thêm abstraction ngoài chủ đề.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp11/29_function_class_templates/main.cpp

C++

#include <iostream>

template <typename T>
T bigger(T left, T right) {
    return left < right ? right : left;
}

template <typename T>
class Box {
public:
    explicit Box(T value) : value_(value) {}
    T get() const { return value_; }
private:
    T value_;
};

int main() {
    Box<int> count(7);
    Box<double> price(2.5);

    std::cout << "bigger=" << bigger(3, 9) << '\n';
    std::cout << "boxes=" << count.get() << ',' << price.get() << '\n';
}

9. Điều cần nhớ

Tính năng nằm trong phạm vi C++11 của lộ trình này.
Hiểu hệ quả về lifetime, ownership, kiểu và thứ tự trước khi dùng.
Compile với cảnh báo và ưu tiên cách viết nhỏ nhất làm quy tắc hiện rõ.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Function template và class template giúp dùng chung mã cho nhiều kiểu như thế nào? Vai trò của T trong template<class T> là gì?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Template có thể trông hợp lệ cho tới khi một kiểu cụ thể instantiate thao tác không hỗ trợ, khiến lỗi xuất hiện tại nơi dùng. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?

Luyện thẻ của bài này

1. Vấn đề nó giải quyết

#include <iostream> template <typename T> T bigger(T left, T right) { return left < right ? right : left; } template <typename T> class Box { public: explicit Box(T value) : value_(value) {} T get() const { return value_; } private: T value_; }; int main() { Box<int> count(7); Box<double> price(2.5); std::cout << "bigger=" << bigger(3, 9) << '\n'; std::cout << "boxes=" << count.get() << ',' << price.get() << '\n'; }

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Function template và class template giúp dùng chung mã cho nhiều kiểu như thế nào? Vai trò của T trong template<class T> là gì?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Template có thể trông hợp lệ cho tới khi một kiểu cụ thể instantiate thao tác không hỗ trợ, khiến lỗi xuất hiện tại nơi dùng. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?