C++模板(Templates)

模板(template)是泛型编程的基础,"泛型"的含义就是没有不依赖具体的数据类型.模板的引入是为了创建一般性的类(模板类)或者函数(模板函数).典型的容器比如迭代器/算法等是泛型编程的典型案例.例如,定义了一个vector,可以使用vector<int>, vector<string>, vector<vector>等等.

函数模板

模板函数的一般定义方式为: 这里的type可以看做是代表了一种数据类型的占位符名称, 在函数内部的定义中可以使用它.

template <class type> 
ret-type func-name(parameter list){
      // body of function
}

举例分析如下. 注意, typename关键词和class关键词的作用是相同的,class关键词会让你产生是否定义的type只能是类,而不能是其他的数据类型? 为了避免这个歧义,这里引入了typename!!!

#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 = 39;
    int j = 20;
    cout << "Max(i, j)" << Max(i, j) << endl;    # Max(i,j): 39

    double f1 = 13.5;
    double f2 = 20.7;
    cout << "Max(f1, f2)" << Max(f1, f2) << endl;  # Max(f1, f2): 20.7

    string s1 = "Hello";
    string s2 = "World";
    cout << "Max(s1, s2)" << Max(s1, s2) << endl;   # Max(s1, s2): World

    return 0;

}

类模板

就像我们定义函数模板一样, 这里也可以定义类模板. 声明类模板的一般形式为:

template <class type>
class class-name{
  

}

举例:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

template <class T>
class Stack { 
   private: 
      vector<T> elems;     // elements 

   public: 
      void push(T const&);  // push element 
      void pop();               // pop element 
      T top() const;            // return top element 
      bool empty() const{       // return true if empty.
         return elems.empty(); 
      } 
}; 

template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) { 
   // append copy of passed element 
   elems.push_back(elem);    
} 

template <class T>
void Stack<T>::pop () { 
   if (elems.empty()) { 
      throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
   }
    
   // remove last element 
   elems.pop_back();         
} 

template <class T>
T Stack<T>::top () const { 
   if (elems.empty()) { 
      throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
   }
    
   // return copy of last element 
   return elems.back();      
} 

int main() { 
   try { 
      Stack<int>         intStack;  // stack of ints 
      Stack<string> stringStack;    // stack of strings 

      // manipulate int stack 
      intStack.push(7); 
      cout << intStack.top() <<endl;   // 7

      // manipulate string stack 
      stringStack.push("hello"); 
      cout << stringStack.top() << std::endl;   // hello
      stringStack.pop(); 
      stringStack.pop(); 
   }catch (exception const& ex) { 
      cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;  // Exception: Stack<>::pop(): empty stack
      return -1;
   } 
} 

参考:

[1] C++ Templates: https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_templates.htm