C++ 模板

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>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。

函数模板

模板函数定义的一般形式如下所示:

template <typenametype> ret-typefunc-name(parameterlist){// 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。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:

实例

#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd; template <typenameT> inlineTconst& Max(Tconst& a, Tconst& b){returna < b ? b:a; }intmain(){inti = 39; intj = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; doublef1 = 13.5; doublef2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; strings1 = "Hello"; strings2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

类模板

正如我们定义函数模板一样,我们也可以定义类模板。泛型类声明的一般形式如下所示:

template <class type> class 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:

实例

#include<iostream>#include<vector>#include<cstdlib>#include<string>#include<stdexcept>usingnamespacestd; template <classT> classStack{private: vector<T> elems; // 元素 public: voidpush(Tconst&); // 入栈voidpop(); // 出栈Ttop()const; // 返回栈顶元素boolempty()const{// 如果为空则返回真。returnelems.empty(); }}; template <classT> voidStack<T>::push(Tconst& elem){// 追加传入元素的副本elems.push_back(elem); }template <classT> voidStack<T>::pop(){if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); }// 删除最后一个元素elems.pop_back(); }template <classT> TStack<T>::top()const{if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); }// 返回最后一个元素的副本 returnelems.back(); }intmain(){try{Stack<int> intStack; // int 类型的栈 Stack<string> 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(exceptionconst& ex){cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; return -1; }}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack