C++模板（菜鸟教程）

C++模板（菜鸟教程）

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 <class type> ret-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。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>

 using namespace std;

 template <typename T>
 inline T const& Max (T const& a, T const& b)
 {
     return a < b ? b:a;
 }
 int main ()
 {

     int i = ;
     int j = ;
     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 ;
 }

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>

 using namespace std;

 template <class T>
 class Stack {
   private:
     vector<T> 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 <class T>
 void Stack<T>::push (T const& elem)
 {
     // 追加传入元素的副本
     elems.push_back(elem);
 } 

 template <class T>
 void Stack<T>::pop ()
 {
     if (elems.empty()) {
         throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
     }
     // 删除最后一个元素
     elems.pop_back();
 } 

 template <class T>
 T Stack<T>::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<int>         intStack;  // int 类型的栈
         Stack<string> stringStack;    // string 类型的栈 

         // 操作 int 类型的栈
         intStack.push();
         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 -;
     }
 }

 

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

1. 第一个例子中typename改为class也是可以的:

   #include <iostream>
   #include <string>
   
   using namespace std;
   
   template <class T>
   inline T const& Max (T const& a, T const& 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;
   }

    
2. 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<class T>......

   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<typename
   T>......

   在模板定义语法中关键字 class 与 typename 的作用完全一样。

   typename 难道仅仅在模板定义中起作用吗？其实不是这样，typename 另外一个作用为：使用嵌套依赖类型(nested depended name)，如下所示：

   class MyArray
   {
       public：
       typedef int LengthType;
   .....
   }
   
   template<class T>
   void MyMethod( T myarr )
   {
       typedef typename T::LengthType LengthType;
       LengthType length = myarr.GetLength;
   }

   这个时候 typename 的作用就是告诉 c++ 编译器，typename 后面的字符串为一个类型名称，而不是成员函数或者成员变量，这个时候如果前面没有
   typename，编译器没有任何办法知道 T::LengthType 是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数)，所以编译不能够通过。