模板类的使用注意事项

组织模板代码有三种方式

1.包含模型（常规写法 将实现写在头文件中）

2.显式实例化（实现写在cpp文件中，使用template class语法进行显式实例化）

3.分离模型（使用C++ export关键字声明导出）
第三种方式理论最优，但是实际从C++标准提出之后主流编译器没有支持过，并且在最新的C++11标准中已经废除此特性，export关键字保留待用。

头文件定义：

#ifndef JSTACK_H
#define JSTACK_H
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

void test();
template<class T> class JStack;

template<class T>
ostream& operator << (ostream& out,JStack<T>& s);

template<class T>
struct JNode{
T element;
JNode<T>* next;
JNode(T value,JNode<T>* p=NULL):element(value),next(p){}
};

template<class T>
class JStack
{
public:
JStack(){head=NULL;};
void push(const T element);
bool pop(T& element);
bool getTop(T& element)const;
bool isEmpty();
int getSize();
void allEarse();
friend ostream& operator << <>(ostream& out,JStack<T>& s);
virtual ~JStack();
private:
JNode<T>* head;
};

#endif // JSTACK_H

实现：

#include "JStack.h"

template<class T>
void JStack<T>::push(const T element)
{
head=new JNode<T>(element,head);
assert(NULL!=head);

}
template<class T>
bool JStack<T>::pop(T& element)
{
if(this->isEmpty()) return false;
element=head->element;
JNode<T>* p=head->next;
delete head;
head=p;
return true;
}

template<class T>
bool JStack<T>::getTop(T& element)const
{
if(this->isEmpty()) return false;
element=head->element;
return true;
}

template<class T>
bool JStack<T>::isEmpty()
{
if(NULL==head) return true;
return false;
}

template<class T>
int JStack<T>::getSize()
{
int counter=0;
JNode<T>* p=head;
while(NULL!=p)
{
counter++;
p=p->next;
}
return counter;
}
template<class T>
void JStack<T>::allEarse()
{
while(NULL!=head)
{
delete head;
head=head->next;
}
}

template<class T>
ostream& operator<<(ostream& out,JStack<T>& s)
{
if(s.isEmpty()) return out;
out<<"[stack size]"<<s.getSize()<<endl;
JNode<T>* p=s.head;
while(NULL!=p)
{
cout<<p->element<<"\t";
p=p->next;
}
cout<<endl;
return out;
}

template<class T>
JStack<T>::~JStack()
{
this->allEarse();
}

测试：

#include "JStack.h"
using namespace std;

int main()
{
test();
JStack<int> s;
cout<<s.getSize()<<endl;
s.push(1);
s.push(100);
s.push(200);
cout<<s.getSize()<<endl;
int tmp;
s.pop(tmp);
cout<<"[top]"<<tmp<<endl;
cout<<s;

return 0;
}

编译出错：



C++中每一个对象所占用的空间大小，是在编译的时候就确定的，在模板类没有真正的被使用之前，编译器是无法知道，模板类中使用模板类型的对象的所占用的空间的大小的。只有模板被真正使用的时候，编译器才知道，模板套用的是什么类型，应该分配多少空间。这也就是模板类为什么只是称之为模板，而不是泛型的缘故。

所以模板类的实现，脱离具体的使用，是无法单独的编译的；把声明和实现分开的做法也是不可取的，必须把实现全部写在头文件里面。

将模板类的定义和实现放到一起JStack.h中即可。

#pragma once
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

template<class T> class JStack;

template<class T>
ostream& operator << (ostream& out, JStack<T>& s);

template<class T>
struct JNode{
T element;
JNode<T>* next;
JNode(T value, JNode<T>* p = NULL) :element(value), next(p){}
};

template<class T>
class JStack
{
public:
JStack(){ head = NULL; };
void push(const T element);
bool pop(T& element);
bool getTop(T& element)const;
bool isEmpty();
int getSize();
void allEarse();
friend ostream& operator << <>(ostream& out, JStack<T>& s);
virtual ~JStack();
private:
JNode<T>* head;
};

template<class T>
void JStack<T>::push(const T element)
{
head = new JNode<T>(element, head);
assert(NULL != head);

}
template<class T>
bool JStack<T>::pop(T& element)
{
if (this->isEmpty()) return false;
element = head->element;
JNode<T>* p = head->next;
delete head;
head = p;
return true;
}

template<class T>
bool JStack<T>::getTop(T& element)const
{
if (this->isEmpty()) return false;
element = head->element;
return true;
}

template<class T>
bool JStack<T>::isEmpty()
{
if (NULL == head) return true;
return false;
}

template<class T>
int JStack<T>::getSize()
{
int counter = 0;
JNode<T>* p = head;
while (NULL != p)
{
counter++;
p = p->next;
}
return counter;
}
template<class T>
void JStack<T>::allEarse()
{
while (NULL != head)
{
delete head;
head = head->next;
}
}

template<class T>
ostream& operator<<(ostream& out, JStack<T>& s)
{
if (s.isEmpty()) return out;
out << "[stack size]" << s.getSize() << endl;
JNode<T>* p = s.head;
while (NULL != p)
{
cout << p->element << "\t";
p = p->next;
}
cout << endl;
return out;
}

template<class T>
JStack<T>::~JStack()
{
this->allEarse();
}