第五十八课、类模板的概念和意义

一、类模板概念及应用

1、类模板

（1）、一些类主要用于存储和组织数据

（2）、类中数据组织的方式和数据元素的具体类型无关

（3）、如数组类、链表类、Stack类、Queue类等

（4）、c++将模板的思想应用于类，使得类的实现不关注数据元素的具体类型，而只关注类所需要实现的具体功能

2、c++中的类模板

（1）、以相同的方式处理不同的类型

（2）、在类声明前使用template进行标识

（3）、<typename T>用于说明类中使用泛型类型T

3、类模板的应用

（1）、只能显示指定具体类型，无法自动推导

（2）、使用具体类型<Type>定义具体对象

（3）、声明的泛指类型T可以出现在类模板的任意地方

（4）、编译器对类模板的处理方式和函数模板相同

A、从类模板通过具体类型产生不同的类

B、在声明的地方对类模板代码本身进行编译

C、在使用的地方对参数替换后的代码进行编译

#include<iostream>
#include<string>

using namespace std;

template<typename T>
class Test
{
public:
    T add(T a, T b)
    {
        return a + b;
    }
    T minus(T a, T b)
    {
        return a - b;
    }
    T multiply(T a, T b)
    {
        return a / b;
    }
    T divide(T a, T b)
    {
        return a / b;
    }
       
};
//重载减法操作符来进行字符串相减
string operator - (string& l, string& r)
{
    return l + "-" + r;
}

int main()
{
    Test<int> t1;//必须指定类型，这里产生一个类，然后创建对象     二次编译，调用构造函数
    cout << "1 + 2 =" << t1.add(1, 2) << endl;//1 + 2 = 3      二次编译，将add函数中的T换成int
    
    Test<string>t2;
    cout << "c++ - Java = " << t2.minus("c++", "Java") << endl;//c++ - Java   二次编译，若没有重载减法操作符则报错
    return 0; 
}

二、类模板的工程应用

1、类模板必须在头文件中定义

2、类模板不能分开实现在不同的文件中

3、类模板外部定义的成员函数需要加上模板<>声明

//Test.h

#ifndef _TEST_H_
#define _TEST_H_

template<typename T>
class Test
{
public:
    T add(T a, T b);
    T minus(T a, T b);
    T multiply(T a, T b);
    T divide(T a, T b);       
};

template<typename T>     //下面的进行泛型编程，所以这句还是要的
T Test<T>::add(T a, T b)//外部定义的成员函数要加上模板<>声明
{
    return a + b;
}

 template<typename T>
T Test<T>::minus(T a, T b)
{
    return a - b;
}
template<typename T>
T Test<T>::multiply(T a, T b)
{
    return a * b;
}

template<typename T>
T Test<T>::divide(T a, T b)
{
    return a / b;
}

#endif

//main.cpp

#include<iostream>
#include"Test.h"

using namespace std;

int main()
{
    Test<int> t1;
    cout << "1 + 2 =" << t1.add(1, 2) << endl;
    
    return 0; 
}

三、小结

（1）、泛型编程的思想可以应用于类

（2）、类模板以相同的方式处理不同类型的数据

（3）、类模板非常适用于编写数据结构相关的代码

（4）、类模板在使用时只能显示指定类型