模板类指针 c++宣言

Question

template <typename T>
class Node
{...};

int main
{
    Node* ptr;
    ptr = new Node<int>;
}

将无法编译我必须将指针声明为

Node<int>* ptr;

为什么在声明指针时必须指定类型我还没有创建该类，为什么编译器必须知道它将指向什么类型。是否不可能创建一个通用指针并随后决定我要分配给它的类型。

Answer 1

模板化在编译时解析类型。当您将新的 Node 对象分配给它时，指针必须在编译时知道它到底是什么类型。

Node 和 Node 在二进制文件中可能非常不同（对象的二进制布局完全根据模板参数发生变化），因此它不会拥有指向模板的未解析的指针类型是没有任何意义的。

您应该首先为节点定义一个公共父类：

class NodeBase
{ ... }

template<typename ValueT>
  class Node : public NodeBase
{
 ...
};

NodeBase* ptr;

Answer 2

简单的答案是因为 C++ 使用（相当）严格的静态类型
检查。 Node 是与 Node 完全无关的类型，
当编译器看到 ptr->doSomething() 时，它必须知道是否
调用 Node::doSomething() 或 Node::doSomething()。

如果您确实需要某种动态通用性，那么
ptr 将指向的实际类型仅在运行时才知道，您需要
定义一个基类，并从中派生。 （这是一个相当常见的
准确地说，类模板从非模板基派生的习惯用法
以便可以在运行时解决指针的通用性。）

Answer 3

为什么在声明指针时必须指定类型我还没有创建该类，为什么编译器必须知道它将指向什么类型。

您可以使用指针做很多事情，仅列出极少数：

• 根据指针的类型索引调用许多函数之一
• （假设它指向连续数组中的第一个元素）此类对象的数量）
• 获取所指向对象的大小
• ，将其传递给模板，其中指针类型是参数。

为了使编译器生成有效执行这些操作的代码，它需要知道指针的类型。如果它推迟决策直到看到指针的类型，那么它将需要：

• 为指针以后可能采用的每种可能类型编译有效的代码（使程序变得非常臃肿），或者
• 创建可以处理所有类型的低效代码。通过一些最坏情况的悲观笨拙行为来识别可能的类型，或者
• 将其自身的副本（编译器）嵌入到您的 C++ 程序中，以便它可以在获得必要的信息时完成其工作 - 这将使每个琐碎的程序变得巨大（并且 慢的）

是否不可能创建一个通用指针并随后决定我要分配给它的类型。

有点......你有很多选择：

• 使用 void*，但在它再次对指向类型进行有意义的操作之前，你需要手动将其转换回该类型：您的情况意味着在某处记录它的内容，然后为每种可能性使用单独的代码
• 使用 boost::any<> - 非常类似于 void*，但具有安全性 中
• 使用 boost::variant<> - 更安全、更方便，但是在创建指针时必须列出可能的指向类型，
• 使用运行时多态对象族和虚拟调度...这是经典的面向对象编程...您有一个指向“抽象”Node 的指针，它声明了您用于在任何特定类型的节点上操作的共享函数和成员数据，然后是模板化的Node 类派生自抽象 Node 并实现特定于类型的函数版本。然后使用虚拟函数通过指向基类的指针来调用它们。

Answer 4

每当您在 C++ 中创建任何类型的对象（包括指针）时，都必须知道该对象的完整类型。您的代码中没有 Node 这样的类型，因此您无法创建指向它的指针实例。您需要重新思考如何设计和编写代码。

Answer 5

正如 Neil Butterworth 和 Luc Danton 所指出的，您不能拥有 Node* 类型的指针，因为 Node 不是类型。它是一个模板。是的，Node 是一个类模板，但这里的 class 只是限定了模板的类型。一种看待它的方法是：正如类和类的实例是非常不同的东西一样，模板和模板实例化也是非常不同的。那些模板实例（例如 Node）就是类。类模板是另一种野兽。