STL容器使用中的常见问题解析

一、模板中typename关键字的必要性

1.1 从属类型名称问题

在模板编程中，当使用模板参数T的嵌套从属类型时，必须使用typename关键字进行声明。这种情况常见于STL容器迭代器的声明：

template <typename T>
void printInf(const list<T>& object) throw()
{
    typename list<T>::const_iterator citor; //关键声明
    //...
}

这里的typename告诉编译器list<T>::const_iterator是一个类型名称，而非静态成员变量。虽然部分编译器(如VS2010/2015)会自动推导，但在严格遵循C++标准的编译器(VC++2019/gcc)中会报错。

1.2 常见错误场景

template<typename Container>
void func()
{
    Container::iterator it;    // 错误！
    typename Container::iterator it; // 正确
}

二、容器存储对象时的生命周期管理

2.1 构造/析构函数的调用

当自定义类型对象被存入容器时：

list<Student> stuList;
stuList.push_back(Student(20, "王小明")); 

将依次发生：

1. 调用带参构造函数创建临时对象
2. 调用拷贝构造函数将对象存入容器
3. 临时对象调用析构函数
4. 容器销毁时调用每个元素的析构函数

2.2 拷贝构造的重要性

class Student {
public:
    Student(const Student& object) { //必须实现
        cout << "拷贝构造函数" << endl;
        //...
    }
};

如果未正确实现拷贝构造函数，在以下场景会出问题：

• 容器扩容时元素迁移
• 插入/删除中间元素
• 容器赋值操作

三、运算符重载与容器兼容性

3.1 输出运算符重载

friend ostream& operator<<(ostream& out, const Student& stu);

实现该运算符后，才能直接输出容器中的自定义类型：

template <typename T>
void printInf(const list<T>& object)
{
    for(auto& item : object){
        cout << item << endl; //依赖<<运算符重载
    }
}

3.2 比较运算符重载

若需使用sort()等算法，需要重载<运算符：

bool operator<(const Student& other) const {
    return m_nAge < other.m_nAge;
}

四、常见问题汇总

4.1 迭代器失效问题

4.2 深拷贝与浅拷贝

当类包含指针成员时：

//错误示例
Student(const Student& obj) {
    m_pName = obj.m_pName; //浅拷贝
}

//正确做法
Student(const Student& obj) {
    m_pName = new char[strlen(obj.m_pName)+1];
    strcpy(m_pName, obj.m_pName);
}

4.3 容器选择指南

五、完整代码回顾

#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <Windows.h>

using namespace std;

template <typename T>
void printInf(const list<T>& object) throw()
{
    string line(50, '-');
    typename list<T>::const_iterator citor;
    for (citor = object.begin(); citor != object.end(); citor++) {
        cout << *citor << endl;
    }
    cout << endl;
    cout << "size:" << object.size() << endl;
    cout << line << endl;
    return;
}

class Student
{
public:
    Student() {
        cout << "默认构造函数" << endl;
        this->m_nAge = 0;
        this->m_sName = "未知";
    }
    Student(int _age, const char* _name) {
        cout << "带参数的构造函数" << endl;
        this->m_nAge = _age;
        this->m_sName = _name;
    }
    Student(const Student& object) {
        cout << "拷贝构造函数" << endl;
        this->m_nAge = object.m_nAge;
        this->m_sName = object.m_sName;
    }
    ~Student() {
        cout << "析构函数 " << endl;
    }
    friend ostream& operator<<(ostream& out, const Student& stu);
public:
    string    m_sName;
    int        m_nAge;
};

ostream& operator<<(ostream& out, const Student& stu) {
    out << "年龄：" << stu.m_nAge << "\t" << "姓名：" << stu.m_sName;
    return out;
}

int main(int agrc, char** argv)
{
    Student s1(21, "张大帅");
    Student s2(21, "李小美");
    Student s3(51, "张三");
    Student s4(50, "罗二");
    
    list<Student> stuList;

    printInf<Student>(stuList);

    system("pause");
    return 0;
}

关键点说明：

1. typename list<T>::const_iterator的正确声明
2. Student类的完整生命周期管理
3. 输出运算符重载实现
4. 异常规范throw()的使用（C++11后已弃用，建议使用noexcept）