一、类模板
1、作用
建立一个通用类,类中的成员 数据类型可以不具体制定,用一个虚拟的类型来代表。
2、语法
template<typename T> 类
template --- 声明创建模板
typename --- 表面其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替
T --- 通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母
二、类模板和函数模板的区别
1、 类模板没有自动类型推导的使用方式
2、 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; const int maxn = 1e5 + 5; //类模板
template <class NameType=string, class AgeType = int>
class Person { public: Person(NameType name, AgeType age) { this->mName = name; this->mAge = age; } void showPerson() { cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl; } public: NameType mName; AgeType mAge; }; //1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01() { // Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候,不可以用自动类型推导
Person<string, int> p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式,使用类模板
p.showPerson(); } //2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02() { Person<> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
p.showPerson(); } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
三、类模板中成员函数创建时机
类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的:
1、普通类中的成员函数一开始就可以创建
2、类模板中的成员函数在调用时才创建
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; const int maxn = 1e5 + 5; class Person1 { public: void showPerson1() { cout << "Person1 show" << endl; } }; class Person2 { public: void showPerson2() { cout << "Person2 show" << endl; } }; template <class T>
class MyClass { public: T obj; //类模板中的成员函数,并不是一开始就创建的,而是在模板调用时再生成
void fun1() { obj.showPerson1(); } void fun2() { obj.showPerson2(); } }; void test01() { MyClass<Person1> m; m.fun1(); //m.fun2();//编译会出错,说明函数调用才会去创建成员函数
} int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
四、类模板对象做函数参数
一共有三种传入方式:
1. 指定传入的类型 --- 直接显示对象的数据类型
2. 参数模板化 --- 将对象中的参数变为模板进行传递
3. 整个类模板化 --- 将这个对象类型 模板化进行传递
一般使用第一种方式,因为比较简易
template <class NameType, class AgeType = int>
class Person { public: Person(NameType name, AgeType age) { this->mName = name; this->mAge = age; } void showPerson() { cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl; } public: NameType mName; AgeType mAge; }; //1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p) { p.showPerson(); }
其他两种:
1 #include <bits/stdc++.h> 2 using namespace std; 3 const int maxn = 1e5 + 5; 4 //类模板 5 template <class NameType, class AgeType = int> 6 class Person 7 { 8 public: 9 Person(NameType name, AgeType age) 10 { 11 this->mName = name; 12 this->mAge = age; 13 } 14 void showPerson() 15 { 16 cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl; 17 } 18 19 public: 20 NameType mName; 21 AgeType mAge; 22 }; 23 //1、指定传入的类型 24 void printPerson1(Person<string, int> &p) 25 { 26 p.showPerson(); 27 } 28 void test01() 29 { 30 Person<string, int> p("孙悟空", 100); 31 printPerson1(p); 32 } 33 //2、参数模板化 34 template <class T1, class T2> 35 void printPerson2(Person<T1, T2> &p) 36 { 37 p.showPerson(); 38 cout << "T1的类型为: " << typeid(T1).name() << endl; 39 cout << "T2的类型为: " << typeid(T2).name() << endl; 40 } 41 void test02() 42 { 43 Person<string, int> p("猪八戒", 90); 44 printPerson2(p); 45 } 46 //3、整个类模板化 47 template <class T> 48 void printPerson3(T &p) 49 { 50 cout << "T的类型为: " << typeid(T).name() << endl; 51 p.showPerson(); 52 } 53 void test03() 54 { 55 Person<string, int> p("唐僧", 30); 56 printPerson3(p); 57 } 58 int main() 59 { 60 test01(); 61 test02(); 62 test03(); 63 system("pause"); 64 return 0; 65 }
五、类模板与继承
当类模板碰到继承时,需要注意一下几点:
1、当子类继承的父类是一个类模板时,子类在声明的时候,要指定出父类中T的类型
2、如果不指定,编译器无法给子类分配内存
3、如果想灵活指定出父类中T的类型,子类也需变为类模板
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; const int maxn = 1e5 + 5; template <class T>
class Base { T m; }; //class Son:public Base //错误,c++编译需要给子类分配内存,必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son : public Base<int> //必须指定一个类型
{ }; void test01() { Son c; } //类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template <class T1, class T2>
class Son2 : public Base<T2> { public: Son2() { cout << typeid(T1).name() << endl; cout << typeid(T2).name() << endl; } }; void test02() { Son2<int, char> child1; } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
六、类模板成员函数类外实现
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; const int maxn = 1e5 + 5; //类模板中成员函数类外实现
template <class T1, class T2>
class Person { public: //成员函数类内声明
Person(T1 name, T2 age); void showPerson(); public: T1 m_Name; T2 m_Age; }; //构造函数 类外实现
template <class T1, class T2> Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } //成员函数 类外实现
template <class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() { cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl; } void test01() { Person<string, int> p("Tom", 20); p.showPerson(); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
七、类模板分文件编写
问题:类模板中成员函数创建时机是在调用阶段,导致分文件编写时链接不到
解决:
1、直接包含.cpp源文件
2、将声明和实现写到同一个文件中,并更改后缀名为.hpp,hpp是约定的名称,并不是强制
person.hpp
#pragma once #include <iostream>
using namespace std; #include <string> template <class T1, class T2>
class Person { public: Person(T1 name, T2 age); void showPerson(); public: T1 m_Name; T2 m_Age; }; //构造函数 类外实现
template <class T1, class T2> Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } //成员函数 类外实现
template <class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() { cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl; }
类模板分文件编写.cpp中代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; #include "person.cpp" //解决方式1,包含cpp源文件 //解决方式2,将声明和实现写到一起,文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01() { Person<string, int> p("Tom", 10); p.showPerson(); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
八、类模板与友元
1、全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可(这个实现起来简单)
2、全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; //2、全局函数配合友元 类外实现 - 先做函数模板声明,下方在做函数模板定义,在做友元
template <class T1, class T2>
class Person; //如果声明了函数模板,可以将实现写到后面,否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到 //template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p);
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> &p) { cout << "类外实现 ---- 姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl; } template <class T1, class T2>
class Person { //1、全局函数配合友元 类内实现
friend void printPerson(Person<T1, T2> &p) { cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl; } //全局函数配合友元 类外实现
friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> &p); public: Person(T1 name, T2 age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } private: T1 m_Name; T2 m_Age; }; //1、全局函数在类内实现
void test01() { Person<string, int> p("Tom", 20); printPerson(p); } //2、全局函数在类外实现
void test02() { Person<string, int> p("Jerry", 30); printPerson2(p); } int main() { //test01();
test02(); system("pause"); return 0; }