C++模板（菜鳥教程）

C++ 模板

模板是泛型編程的基礎，泛型編程即以一種獨立於任何特定類型的方式編寫代碼。

模板是創建泛型類或函數的藍圖或公式。庫容器，比如迭代器和算法，都是泛型編程的例子，它們都使用了模板的概念。

每個容器都有一個單一的定義，比如 向量，我們可以定義許多不同類型的向量，比如 vector <int> 或 vector <string>。

您可以使用模板來定義函數和類，接下來讓我們一起來看看如何使用。

函數模板

模板函數定義的一般形式如下所示：

template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // 函數的主體 }

在這里，type 是函數所使用的數據類型的占位符名稱。這個名稱可以在函數定義中使用。

下面是函數模板的實例，返回兩個數中的最大值：

實例

#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; 
 
    double f1 = 13.5; 
    double f2 = 20.7; 
    cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; 
 
    string s1 = "Hello"; 
    string s2 = "World"; 
    cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; 
 
   return 0;
}

 

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Max(i, j): 39 Max(f1, f2): 20.7 Max(s1, s2): World

類模板

正如我們定義函數模板一樣，我們也可以定義類模板。泛型類聲明的一般形式如下所示：

template <class type> class class-name { . . . }

在這里，type 是占位符類型名稱，可以在類被實例化的時候進行指定。您可以使用一個逗號分隔的列表來定義多個泛型數據類型。

下面的實例定義了類 Stack<>，並實現了泛型方法來對元素進行入棧出棧操作：

實例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>
 
using namespace std;
 
template <class T>
class Stack { 
  private: 
    vector<T> elems;     // 元素 
 
  public: 
    void push(T const&);  // 入棧
    void pop();               // 出棧
    T top() const;            // 返回棧頂元素
    bool empty() const{       // 如果為空則返回真。
        return elems.empty(); 
    } 
}; 
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) 
{ 
    // 追加傳入元素的副本
    elems.push_back(elem);    
} 
 
template <class T>
void Stack<T>::pop () 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
    // 刪除最后一個元素
    elems.pop_back();         
} 
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
    // 返回最后一個元素的副本 
    return elems.back();      
} 
 
int main() 
{ 
    try { 
        Stack<int>         intStack;  // int 類型的棧 
        Stack<string> stringStack;    // string 類型的棧 
 
        // 操作 int 類型的棧 
        intStack.push(7); 
        cout << intStack.top() <<endl; 
 
        // 操作 string 類型的棧 
        stringStack.push("hello"); 
        cout << stringStack.top() << std::endl; 
        stringStack.pop(); 
        stringStack.pop(); 
    } 
    catch (exception const& ex) { 
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
        return -1;
    } 
}

 

 

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

7 hello Exception: Stack<>::pop(): empty stack

 

1. 第一個例子中typename改為class也是可以的:

   #include <iostream> #include <string> using namespace std; template <class 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; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; }

    

2.   

   C++ 中 typename 和 class 的區別

   在 C++ Template 中很多地方都用到了 typename 與 class 這兩個關鍵字，而且好像可以替換，是不是這兩個關鍵字完全一樣呢?

   相信學習 C++ 的人對 class 這個關鍵字都非常明白，class 用於定義類，在模板引入 c++ 后，最初定義模板的方法為：

   template<class T>......

   這里 class 關鍵字表明T是一個類型，后來為了避免 class 在這兩個地方的使用可能給人帶來混淆，所以引入了 typename 這個關鍵字，它的作用同
   class 一樣表明后面的符號為一個類型，這樣在定義模板的時候就可以使用下面的方式了：

   template<typename T>......

   在模板定義語法中關鍵字 class 與 typename 的作用完全一樣。

   typename 難道僅僅在模板定義中起作用嗎？其實不是這樣，typename 另外一個作用為：使用嵌套依賴類型(nested depended name)，如下所示：

   class MyArray {     public：     typedef int LengthType; ..... } template<class T> void MyMethod( T myarr ) {     typedef typename T::LengthType LengthType;     LengthType length = myarr.GetLength; }

   這個時候 typename 的作用就是告訴 c++ 編譯器，typename 后面的字符串為一個類型名稱，而不是成員函數或者成員變量，這個時候如果前面沒有
   typename，編譯器沒有任何辦法知道 T::LengthType 是一個類型還是一個成員名稱(靜態數據成員或者靜態函數)，所以編譯不能夠通過。