模板是泛型编程的基础,泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。
模板是创建泛型类或函数的蓝图或公式。库容器,比如迭代器和算法,都是泛型编程的例子,它们都使用了模板的概念。
每个容器都有一个单一的定义,比如 向量,我们可以定义许多不同类型的向量,比如 vector <int> 或 vector <string>。
您可以使用模板来定义函数和类,接下来让我们一起来看看如何使用。
1 函数模板
模板函数定义的一般形式如下所示:
templateret-type func-name(parameter list){ // 函数的主体}
在这里,type 是函数所使用的数据类型的占位符名称,ret-type为返回类型,func-name为函数名称。这个名称可以在函数定义中使用。
下面是函数模板的实例,返回两个数中的最大值:
#include "pch.h"#include#include using namespace std;template inline T Max(const T& a, const T &b){ return (a) < (b) ? (b) : (a);}int main(){ int i = 39; int j = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0;}/*输出结果:Max(i, j): 39Max(f1, f2): 20.7Max(s1, s2): World*/
2 类模板
正如我们定义函数s模板一样,我们也可以定义类模板。泛型类声明的一般形式如下所示:
templateclass class-name {}
在这里,type 是占位符类型名称,可以在类被实例化的时候进行指定。您可以使用一个逗号分隔的列表来定义多个泛型数据类型。
下面的实例定义了类 Stack<>,并实现了泛型方法来对元素进行入栈出栈操作:
#include#include #include #include #include using namespace std;template class Stack {private: vector elems; // 元素 public: void push(T const&); // 入栈 void pop(); // 出栈 T top() const; // 返回栈顶元素 bool empty() const { // 如果为空则返回真。 return elems.empty(); }};template void Stack ::push(T const& elem){ // 追加传入元素的副本 elems.push_back(elem);}template void Stack ::pop(){ if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); } // 删除最后一个元素 elems.pop_back();}template T Stack ::top() const{ if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); } // 返回最后一个元素的副本 return elems.back();}int main(){ try { Stack intStack; // int 类型的栈 Stack stringStack; // string 类型的栈 // 操作 int 类型的栈 intStack.push(7); cout << intStack.top() << endl; // 操作 string 类型的栈 stringStack.push("hello"); cout << stringStack.top() << std::endl; stringStack.pop(); stringStack.pop(); } catch (exception const& ex) { cerr << "Exception: " << ex.what() << endl; return -1; }}/*输出结果:Max(i, j): 39Max(f1, f2): 20.7Max(s1, s2): World*/
3 C++ 中 typename 和 class 的区别
在 C++ Template 中很多地方都用到了 typename 与 class 这两个关键字,而且好像可以替换,是不是这两个关键字完全一样呢?
相信学习 C++ 的人对 class 这个关键字都非常明白,class 用于定义类,在模板引入 c++ 后,最初定义模板的方法为:
template
这里 class 关键字表明T是一个类型,后来为了避免 class 在这两个地方的使用可能给人带来混淆,所以引入了 typename 这个关键字,它的作用同 class 一样表明后面的符号为一个类型,这样在定义模板的时候就可以使用下面的方式了:
template