C++中模板使用详解

系统管理员 2022-06-17 08:28 160阅读 0赞

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1. 模板的概念。

我们已经学过重载(Overloading)，对重载函数而言,C++的检查机制能通过函数参数的不同及所属类的不同。正确的调用重载函数。例如，为求两个数的最大值，我们定义MAX()函数需要对不同的数据类型分别定义不同重载(Overload)版本。

//函数1.
    
    int max(int x,int y);
    {return(x>y)?x:y ;}
    
    //函数2.
    float max( float x,float y){
    return (x>y)? x:y ;}
    
    //函数3.
    double max(double x,double y)
    {return (c>y)? x:y ;}

但如果在主函数中，我们分别定义了 char a,b; 那么在执行max(a,b);时 程序就会出错，因为我们没有定义char类型的重载版本。

现在，我们再重新审视上述的max()函数，它们都具有同样的功能，即求两个数的最大值，能否只写一套代码解决这个问题呢？这样就会避免因重载函数定义不 全面而带来的调用错误。为解决上述问题C++引入模板机制，模板定义：模板就是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数， 从而实现了真正的代码可重用性。模版可以分为两类，一个是函数模版，另外一个是类模版。

2.   函数模板的写法

函数模板的一般形式如下：

Template <class或者也可以用typename T>
    
    返回类型 函数名（形参表）
    {//函数定义体 }

说明： template是一个声明模板的关键字，表示声明一个模板关键字class不能省略，如果类型形参多余一个 ，每个形参前都要加class <类型 形参表>可以包含基本数据类型可以包含类类型.

请看以下程序:

//Test.cpp
    
    #include <iostream>
    
    using std::cout;
    
    using std::endl;

//声明一个函数模版,用来比较输入的两个相同数据类型的参数的大小，class也可以被typename代替，

//T可以被任何字母或者数字代替。

template <class T>
    
    T min(T x,T y)
    
    { return(x<y)?x:y;}
    
     
    
    void main( )
    
    {
    
         int n1=2,n2=10;
    
         double d1=1.5,d2=5.6;
    
         cout<< "较小整数:"<<min(n1,n2)<<endl;
    
         cout<< "较小实数:"<<min(d1,d2)<<endl;
    
         system("PAUSE");
    
    }

程序运行结果：

![25111512-57d81b0a0c1844828c243a2cea233f2d.jpg][]

程序分析：main()函数中定义了两个整型变量n1 , n2 两个双精度类型变量d1 , d2然后调用min( n1, n2); 即实例化函数模板T min(T x, T y)其中Ｔ为int型，求出n1,n2中的最小值．同理调用min(d1,d2)时，求出d1,d2中的最小值．

3. 类模板的写法

定义一个类模板：

Template < class或者也可以用typename T >
    class类名｛
    ／／类定义．．．．．．
    ｝;

说明：其中，template是声明各模板的关键字，表示声明一个模板，模板参数可以是一个，也可以是多个。

例如：定义一个类模板：

// ClassTemplate.h
    #ifndef ClassTemplate_HH
    #define ClassTemplate_HH
    
    template<typename T1,typename T2>
    
    class myClass{
    
    private:
         T1 I;
         T2 J;
    
    public:
         myClass(T1 a, T2 b);//Constructor
         void show();
    };
    
    
    //这是构造函数
    //注意这些格式
    
    template <typename T1,typename T2>
    
    myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}
    
     
    
    //这是void show();
    
    template <typename T1,typename T2>
    
    void myClass<T1,T2>::show()
    {
         cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;
    }
    #endif
    
    
    // Test.cpp
    
    #include <iostream>
    #include "ClassTemplate.h"
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    void main()
    {
         myClass<int,int> class1(3,5);
         class1.show();
    
         myClass<int,char> class2(3,'a');
         class2.show();
    
         myClass<double,int> class3(2.9,10);
         class3.show();
    
         system("PAUSE");
    }

最后结果显示：

![25111745-71640ae18db543d5ad8823f418e6ca79.jpg][]

4.非类型模版参数

一般来说，非类型模板参数可以是常整数（包括枚举）或者指向外部链接对象的指针。

那么就是说，浮点数是不行的，指向内部链接对象的指针是不行的。

template<typename T, int MAXSIZE>
    class Stack{
    Private:
           T elems[MAXSIZE];
    …
    };
    
    Int main()
    {
    
           Stack<int, 20> int20Stack;
           Stack<int, 40> int40Stack;
    …
    
    };

[25111512-57d81b0a0c1844828c243a2cea233f2d.jpg]: /images/20220617/4a1f239f1f78469abc5b13b7f2b0b07a.png
[25111745-71640ae18db543d5ad8823f418e6ca79.jpg]: /images/20220617/58083962ae134fafb7d313353372ff98.png