C++中模板使用詳解

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

1. 模板的概念。

我們已經學過重載(Overloading)，對重載函數而言,C++的檢查機制能通過函數參數的不同及所屬類的不同。正確的調用重載函數。例如，為求兩個數的最大值，我們定義MAX()函數需要對不同的數據類型分別定義不同重載(Overload)版本。

//函數1.

int max(int x,int y);
{return(x>y)?x:y ;}

//函數2.
float max( float x,float y){
return (x>y)? x:y ;}

//函數3.
double max(double x,double y)
{return (c>y)? x:y ;}

但如果在主函數中，我們分別定義了 char a,b; 那么在執行max(a,b);時 程序就會出錯，因為我們沒有定義char類型的重載版本。

現在，我們再重新審視上述的max()函數，它們都具有同樣的功能，即求兩個數的最大值，能否只寫一套代碼解決這個問題呢？這樣就會避免因重載函數定義不 全面而帶來的調用錯誤。為解決上述問題C++引入模板機制，模板定義：模板就是實現代碼重用機制的一種工具，它可以實現類型參數化，即把類型定義為參數， 從而實現了真正的代碼可重用性。模版可以分為兩類，一個是函數模版，另外一個是類模版。

2.   函數模板的寫法

函數模板的一般形式如下：

Template <class或者也可以用typename T>

返回類型 函數名（形參表）
{//函數定義體 }

說明： template是一個聲明模板的關鍵字，表示聲明一個模板關鍵字class不能省略，如果類型形參多余一個 ，每個形參前都要加class <類型 形參表>可以包含基本數據類型可以包含類類型.

請看以下程序:

//Test.cpp

#include <iostream>

using std::cout;

using std::endl;

//聲明一個函數模版,用來比較輸入的兩個相同數據類型的參數的大小，class也可以被typename代替，

//T可以被任何字母或者數字代替。

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<< "較小整數:"<<min(n1,n2)<<endl;

     cout<< "較小實數:"<<min(d1,d2)<<endl;

     system("PAUSE");

}

程序運行結果：

 

程序分析：main()函數中定義了兩個整型變量n1 , n2 兩個雙精度類型變量d1 , d2然后調用min( n1, n2); 即實例化函數模板T min(T x, T y)其中Ｔ為int型，求出n1,n2中的最小值．同理調用min(d1,d2)時，求出d1,d2中的最小值．

3. 類模板的寫法

定義一個類模板：

Template < class或者也可以用typename T >
class類名｛
／／類定義．．．．．．
｝;

說明：其中，template是聲明各模板的關鍵字，表示聲明一個模板，模板參數可以是一個，也可以是多個。

例如：定義一個類模板：

// 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();
};


//這是構造函數
//注意這些格式

template <typename T1,typename T2>

myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}

 

//這是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");
}

最后結果顯示：

 

4.非類型模版參數

一般來說，非類型模板參數可以是常整數（包括枚舉）或者指向外部鏈接對象的指針。

那么就是說，浮點數是不行的，指向內部鏈接對象的指針是不行的。

template<typename T, int MAXSIZE>
class Stack{
Private:
       T elems[MAXSIZE];
…
};

Int main()
{

       Stack<int, 20> int20Stack;
       Stack<int, 40> int40Stack;
…

};

 

 

5.模板類中的成員函數定義返回值為類中的typedef類型時候注意

如果模板類中的成員要訪問類中的typedef類型必須加上關鍵字typename來指明它是一個類型。

如一下代碼中的那個成員函數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;  
}