C++中模板使用详解

转自：http://www.360doc.com/content/09/0403/17/799_3011262.shtml

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：

 

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：

 

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;
…

};

 

5.模板类中的成员函数定义返回值为类中的typedef类型时候注意

如果模板类中的成员要访问类中的typedef类型必须加上关键字typename来指明它是一个类型。

如一下代码中的那个成员函数size:

#include <iostream>  
#include <string>  
  
template<typename Type>  
class List  
{  
public:  
    typedef unsigned size_type;  
public:  
    List();  
    void push_back(const Type &value);  
    void push_front(const Type &value);  
    Type& front() const;  
    Type& back() const;  
    size_type size() const;  
    ~List();  
private:  
    struct DataType  
    {  
        Type Value;  
        struct DataType *next;  
    }head;  
    struct DataType *end;  
};  
  
template<typename Type>  
List<Type>::List()  
{  
    head.next = 0;  
    end = &head;  
}  
  
template<typename Type>  
void List<Type>::push_back(const Type &value)  
{  
    DataType *tmp = new DataType;  
    tmp->Value = value;  
    tmp->next = 0;  
    end->next = tmp;  
    end = tmp;  
}  
  
template<typename Type>  
void List<Type>::push_front(const Type &value)  
{  
    DataType *tmp = new DataType;  
    tmp->Value = value;  
    tmp->next = 0;  
    tmp->next = head.next;  
    head.next = tmp;  
}  
  
template<typename Type>  
Type& List<Type>::front() const  
{  
    return head.next->Value;  
}  
  
template<typename Type>  
Type& List<Type>::back() const  
{  
    return end->Value;  
}  
  
template<typename Type>  
typename List<Type>::size_type List<Type>::size() const  
{  
    size_type iSize = 0;  
    struct DataType *begin = &head;  
  
    while (begin->next)  
    {  
        ++iSize;  
    }  
  
    return iSize;  
}  
  
template<typename Type>  
List<Type>::~List()  
{  
    struct DataType *tmp = &head;  
      
    while (tmp = tmp->next)  
    {  
        head.next = tmp->next;  
        free(tmp);  
        tmp = &head;  
    }  
}  
  
int main()  
{  
    List<int> list;  
    list.push_back(100);  
    list.push_front(200);  
    std::cout << list.front() << "/t" << list.back() << std::endl;  
  
    system("pause");  
    return 0;  
}