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<classtype>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