関数テンプレートとクラステンプレート再入門
適切なテンプレート構文でジェネリック関数とクラスを記述します。
「関数テンプレートとクラステンプレート再入門」はCoddyKit上の無料C++ Academyレッスンです。 これはレッスン1/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはC++ Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。
テンプレートを使う理由
テンプレートを使うと、コードを一度だけ記述し、使用される各型に対応した具体的なバージョンをコンパイラーに生成させることができます。これはジェネリックプログラミングの基本です。
関数テンプレートの構文
template <typename T>で型パラメーターを宣言します。関数シグネチャではTを使用します。
template <typename T>
T max_of(T a, T b) {
return (a > b) ? a : b;
}
std::cout << max_of(3, 7); // int
std::cout << max_of(2.5, 1.5); // doubletypenameとclass
テンプレートパラメーターの宣言では、キーワードtypenameとclassは置き換えて使用できます。現代的なスタイルではtypenameのほうが一般的です。
複数の型パラメーター
テンプレートには複数の型パラメーターを指定できます。
template <typename T, typename U>
auto combine(T a, U b) -> decltype(a + b) {
return a + b;
}非型パラメーター
テンプレートパラメーターには、整数、列挙型、ポインターなど、型ではない値も指定できます。
template <typename T, size_t N>
struct StaticArray {
T data[N];
};
StaticArray<int, 10> arr;クラステンプレート
ジェネリッククラスでも同じテンプレート構文を使用します。メンバーやメソッドでは型パラメーターを使用します。
template <typename T>
class Stack {
std::vector<T> data_;
public:
void push(T x) { data_.push_back(std::move(x)); }
T pop() { T t = std::move(data_.back()); data_.pop_back(); return t; }
};
Stack<int> s1;
Stack<std::string> s2;クラス外でのメンバー関数
クラス外で定義する場合は、すべてのメンバーにテンプレートのプレフィックスが必要です。
template <typename T>
class Stack {
public:
void push(T x);
};
template <typename T>
void Stack<T>::push(T x) {
data_.push_back(std::move(x));
}デフォルトテンプレート引数
デフォルトの関数引数と同じようなものです。呼び出し側が指定しない場合に使用されます。
template <typename T = int>
class Box {
T value;
};
Box<> b; // T is intテンプレート引数の推論
コンパイラーは、多くの場合、呼び出しからテンプレート引数を推論します。
template <typename T>
void print(T x) { std::cout << x; }
print(42); // T deduced as int
print("hello"); // T deduced as const char*
print<double>(3); // explicitクラステンプレート引数推論（C++17）
C++17では、コンストラクターからクラステンプレート引数を推論できる場合、引数を省略できます。
std::pair p(1, 2.5); // pair<int, double>
std::vector v{1, 2, 3}; // vector<int>二段階名前探索
テンプレートでは、名前探索が2段階で行われます。定義時には非依存名、インスタンス化時には依存名が対象です。これにより、多くのエラーを定義時に検出できます。
エラーメッセージ
テンプレートのエラーは難解に見えることがあります。下から上へ読み、ソースの位置に注目し、C++20のコンセプトを使って診断を改善します。
クイックチェック
std::vector<int>を指定しなくてもstd::vector v{1, 2, 3};をコンパイルできる機能は何ですか。
まとめ
テンプレートはコンパイル時に型固有のコードを生成します。template <typename T>で関数テンプレートやクラステンプレートを定義します。可能な場合はコンパイラーが引数を推論しますが、必要に応じて明示的に指定します。
よくある質問
「関数テンプレートとクラステンプレート再入門」レッスンは無料ですか？
はい。「関数テンプレートとクラステンプレート再入門」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、C++ Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。
「関数テンプレートとクラステンプレート再入門」で何を学びますか？
適切なテンプレート構文でジェネリック関数とクラスを記述します。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC++ Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。
C++ Academyを始めるのに経験は必要ですか？
事前経験は必要ありません。CoddyKitのC++ Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン1/4です。
「関数テンプレートとクラステンプレート再入門」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？
ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。
このC++ Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？
はい。すべてのC++ Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。
このコースのすべてのレッスン
- 関数テンプレートとクラステンプレート再入門
- テンプレート特殊化：部分特殊化と完全特殊化
- 可変長テンプレートとパラメーターパック
- constexpr関数とif constexpr