c++中如何定义模板类_c++模板类用法详解

模板类在定义时类型即参与编译，T是待推导的编译期实体；声明与定义必须同在头文件中，否则链接失败；成员函数定义需双重template前缀；偏特化需谨慎处理const/引用折叠，且不支持函数模板；推导失败常见于隐式转换、右值引用和初始化列表场景。

模板类不是“先写类再套模板”，而是从定义那一刻起，类型就参与编译——T 不是占位符，是待推导的编译期实体。

模板类定义必须写在头文件里

因为编译器需要在每个使用它的翻译单元中实例化具体类型。如果把 template 声明放在 .h，而定义（实现）放在 .cpp，链接时会报 undefined reference to MyClass::func()。

• 所有模板声明和定义都放在 myclass.h 中
• 不支持分离式编译（除非显式实例化，但极少用）
• 头文件中避免 #include 过多，否则编译时间飙升

成员函数必须也带 template 前缀

类外定义成员函数时，不能只写 MyClass::func()，必须补全两层 template：

template  template  void MyClass::process(const U& u) {     // ... }

第一行针对类模板参数 T，第二行针对成员函数自己的模板参数 U。漏掉任一层都会导致编译失败，错误信息常为 ‘process’ is not a member of ‘MyClass’。

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偏特化要小心 const 和引用折叠

比如你想对指针类型做偏特化：

template  class MyContainer { ... };

这能匹配 int*，但匹配不了 const int* 或 int* const——它们是不同类型。更安全的方式是用类型特征配合 std::remove_pointer_t 在主模板内部分支处理，而不是盲目偏特化。

• 偏特化不支持函数模板（只能全特化）
• MyContainer 和 MyContainer 是独立偏特化，不会自动覆盖
• 若主模板有默认参数，偏特化里不能重复写，默认参数不继承

模板参数推导失败的常见原因

构造函数调用时，编译器不一定能从实参推出 T，尤其涉及隐式转换或右值引用时：

• 传入字面量 42，推导为 int；但传入 42.0，可能推导为 double 而非你期望的 Float
• 使用 std::forward 时，若模板参数是 T&&，传入左值会推导成 T&（引用折叠），不是 T
• 初始化列表构造： MyClass{1, 2, 3} 无法推导 T，必须写成 MyClass{1, 2, 3}

这时候可以加一个非模板的辅助函数，比如 make_myclass(1, 2, 3)，内部用 decltype 或 std::decay_t 控制推导行为。

模板类真正的复杂点不在语法，而在类型依赖路径是否被编译器全程看见——少一个 typename、漏一次 template 关键字、或者在依赖上下文中用了未声明的嵌套类型，错误信息就会跳转到八百行外，而且满屏都是 expected ‘;’ before ‘...’。