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Member Function Templates翻譯成中文就是成員函數模板，這個東西我個人見得少，最初是在STL的auto_ptr源代碼里面看到的，當時候也不是很明白；這幾天又翻了翻《More Effective C++》，正好看到上面介紹的比較詳細，就找了點資料總結一下。

為了更好的說明問題，我們自己定義一個Smart Pointer（智能指針，這里只是示例，所以定義是不完整和不完善的），假設現在我們手上有這樣三個類：MusicProduct、CD、MP3，類之間的關系圖如下：

我們定義的智能指針SmartPtr如下：

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template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	explicit SmartPtr(T* realPtr = NULL) : pointee(realPtr){}
 
	T* operator->() const
	{
		return pointee;
	}
 
	T& operator*() const
	{
		return *pointee;
	}
private:
	T* pointee;
};

現在有一個播放函數：

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void displayAndPlay(const SmartPtr<MusicProduct>& pmp, int times)
{
	for (int i = 1; i <= times; ++i)
	{
		pmp->displayTitle();
		pmp->play();
	}
}

如果有下面這樣的調用，會不會有什么問題呢？

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int main(int argc, char **argv)
{
	CD *cd = new CD("BEYOND LIVE CD");
	MP3 *mp3 = new MP3("BEYOND MP3");
 
	SmartPtr<CD> cdMusic(cd);
	SmartPtr<MP3> mp3Music(mp3);
 
	displayAndPlay(cdMusic, 10);
	displayAndPlay(mp3Music, 10);
 
	return 0;
}

實際編譯時會發生錯誤，在Visual Studio 2008下面提示如下錯誤：

1>error C2664: “displayAndPlay”: 不能將參數 1 從“SmartPtr<T>”轉換為“const SmartPtr<T> &”
1>        with
1>        [
1>            T=CD
1>        ]
1>        and
1>        [
1>            T=MusicProduct
1>        ]
1>        ......

提示“SmartPtr”不能轉換為“const SmartPtr &” 。因為在編譯器眼里SmartPtr和SmartPtr是兩個完全不相關的東西，他們之間沒有繼承關系。我們可以寫一個隱式類型轉換，但實際操作起來不太理想，正如前面所說，STL的auto_ptr采用了Member Function Templates（成員函數模板）技術。我們可以再SmartPtr的定義中增加成員函數模板實現代碼，具體如下：

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template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	explicit SmartPtr(T* realPtr = NULL) : pointee(realPtr){}
 
	T* operator->() const
	{
		return pointee;
	}
 
	T& operator*() const
	{
		return *pointee;
	}
	// Member Function Templates
	template<class newType>
	operator SmartPtr<newType>()
	{
		return SmartPtr<newType>(pointee);
	}
private:
	T* pointee;
};

之后就可以正常編譯和運行了。看起來很神奇吧，看看《More Effective C++》對此的解釋：
現在請你注意，這可不是魔術——不過也很接近于魔術。假設編譯器有一個指向 T 對象的智能指針，它要把這個對象轉換成指向“T 的基類”的智能指針。編譯器首先檢查 SmartPtr的類定義，看其有沒有聲明明確的類型轉換符，但是它沒有聲明。編譯器然后檢查是否存在一個成員函數模板，并可以被實例化成它所期望的類型轉換。它發現了一個這樣的模板（帶有形式類型參數 newType） ，所以它把newType綁定成 T 的基類類型來實例化模板。 這時，惟一的問題是實例化的成員函數代碼能否被編譯：傳遞指針 pointee 到指向“T 的基類”的智能指針的構造函數，必須合法的。指針pointee 是指向 T 類型的，把它轉變成指向其基類（public 或 protected）對象的指針必然是合法的，因此類型轉換操作符能夠被編譯，可以成功地把指向 T 的智能指針隱式地類型轉換為指向“T 的基類”的智能指針。

附注：
1. Member Function Templates是C++的一個新特性，可能有些編譯器并不支持這個特性，比如VC6，編譯時似乎完全忽略了我們新加入的Member Function Templates代碼。仍然會提示如下錯誤：

--------------------Configuration: MftDemo - Win32 Debug--------------------
Compiling...
MemFunTmp.cpp
g:\w7documents\visual studio 6.0\projects\mftdemo\memfuntmp.cpp(87) : error C2664: 'displayAndPlay' : 
        cannot convert parameter 1 from 'class SmartPtr<class CD>' to 'const class SmartPtr<class MusicProduct> &'
        Reason: cannot convert from 'class SmartPtr<class CD>' to 'const class SmartPtr<class MusicProduct>'
        No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous
g:\w7documents\visual studio 6.0\projects\mftdemo\memfuntmp.cpp(88) : error C2664: 'displayAndPlay' :
        cannot convert parameter 1 from 'class SmartPtr<class MP3>' to 'const class SmartPtr<class MusicProduct> &'
        Reason: cannot convert from 'class SmartPtr<class MP3>' to 'const class SmartPtr<class MusicProduct>'
        No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous
執行 cl.exe 時出錯.
 
MftDemo.exe - 1 error(s), 0 warning(s)

2. MS關于Member Function Templates的更多一些介紹

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/swta9c6e.aspx

3. 本文的完整源代碼下載
Member Function Templates

原創文章，轉載請注明:
本文出自程序人生 >> Member Function Templates(成員函數模板)
作者：代碼瘋子