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> 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。
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