C++の基礎 - テンプレート

概要

C++には多くのデータ型が存在する。
int型やdouble型、char型、std::string型など、自作のデータ型も含めれば無数に存在する。

型というのは不自由なもので、型を決定することで、そのコード自体を不自由にしてしまう可能性がある。

オーバーロード機能を使えば同名で多重定義することも可能であるが、型は無数に存在するので無数に記述しなければならい。
また、オーバーロード機能を使用する場合、開発者はユーザがどのような型を使用するのか予知する必要がある。

関数テンプレート

開発者は、様々な型に対して適応できるコードで記述する必要がある。
以下のソースコードは、様々な型の加算ができる関数である。
この関数の場合、+演算子を使用できない型はコンパイル時にエラーが出力される。

<syntaxhighlight lang="c++">
template<typename T>
T Add(T a, T b)
{
   return a + b;
}

// 2つ以上の引数を取ることもできる
// T = UまたはT ≠ Uであってもこの関数が使用できる
template<typename T, typename U>
T Add(T a,U b)
{
   return a + b;
}
</source>

また、template<class T>と記述することで、Tを任意の型として関数内で使用できる。

テンプレートの特殊化

テンプレートには、特定の型だけ異なる処理を行うテンプレートの特殊化の機能がある。

<syntaxhighlight lang="c++">
template <typename T>
T add(T a,T b)
{
   return a + b;
}

// double型だけ異なる処理を行う
template <>
double add(double a, double b)
{
   return a - b;
}
</source>

関数クラスメンバエイリアステンプレート

以下に示す通り、テンプレートは数種類が存在する。

• 関数テンプレート
• クラステンプレート
• メンバテンプレート
• エイリアステンプレート

関数テンプレート

<syntaxhighlight lang="c++">
template <typename T>
T add(T a, T b)
{
   return a + b;
}
</source>

クラステンプレート

宣言方法は、下記のようにすると、テンプレート引数に指定した型を持つようになる。

<syntaxhighlight lang="c++">
CMyClass<int> clsHoge();  // テンプレートクラスのインスタンス生成
</source>
<syntaxhighlight lang="c++">
template <typename T>
class CMyClass
{
   public:
      CMyClass() {};
      virtual ~CMyClass() {};
      T value;
};
</source>

メンバテンプレート

任意のメンバ関数にだけ関数テンプレートを使用することもできる。
定義方法は、関数テンプレートとほぼ同じである。

<syntaxhighlight lang="c++">
class CMyClass
{
   public:
      int nanika;

   public:
      template<typename T>
      T Function(T a,T b);
};
</source>

エイリアステンプレート

C++11から、typedefをusingで記述できるようになった。
以下の2つは同様の意味を持つ。

<syntaxhighlight lang="c++">
typedef TypographicError typo;
using typo = TypographicError;
</source>

また、usingを用いたエイリアスにはテンプレートを使用することができる。
このように、型のエイリアスの作成、テンプレート引数の再編成などが行える。

<syntaxhighlight lang="c++">
UsingTemplate.cpp
template<typename T, typename U>
T Add1(T a, U b);

template<typename T>
using Add2 = Add1<T, T>;
</source>