C++模板介绍
本文主要介绍C++模板的相关知识。
1. 概述
1.1 why
C++是一门强类型语言，所以无法做到像一些动态语言（如 python 、 javascript ）那样：编写出一段通用的逻辑，然后把任意类型的变量传入进行处理。不过，泛型编程弥补了C++的这个缺点，通过把通用逻辑设计为模板，摆脱了类型的限制，提供了继承机制以外的另一种抽象机制，极大地提升了代码的可重用性。
1.2 what
模板是泛型编程的基础，泛型编程是一种代码编写方式，通过使用泛型编程，我们可以编写出独立于任何特定类型的代码。
模板是创建泛型函数或类的蓝图（公式）。C++的STL容器，及其迭代器和算法，都是泛型编程的例子，它们都使用了模板的概念。每个容器都有一个单一的定义，比如 vector ，我们可以定义许多包含不同类型元素的 vector ，比如： vector
C++的模板包括函数模板和类模板。
1.2.1 函数模板
把处理不同类型的公共逻辑抽象成函数，就得到了函数模板。函数模板可以用来创建一个通用的函数，以支持多种不同类型的形参，避免重载函数的函数体重复设计。
函数模板的最大特点是把函数使用的数据类型作为参数。
1.2.2 类模板
使用类模板可以使用户为类声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取值为任意类型。
注意：模板的声明或定义只能在全局、命名空间或类范围内进行，不能在局部范围、函数内进行，比如不能在main函数中声明或定义一个模板。
1.3 how
1.3.1 函数模板的格式
template ret-type func-name(parameter list)
{
// 函数的主体
} 说明：
- type 是函数所使用的数据类型的占位符名称，这个占位符名称可以在函数定义中使用；
- 关键字“typename”可替换为“class”，两者作用一样；
- ret-type 为函数的返回值；
- 在实际使用时，为了结构清晰，可将上述格式改为如下样式：
templateret-type func-name(parameter list) { // 函数的主体 }
1.3.2 类模板的格式
template class class-name {
// 类的主体
} 说明：
- type 是类所使用的数据类型的占位符名称，这个占位符名称可以在类的定义中使用；
- 关键字“typename”可替换为“class”，两者作用一样；
- 在实际使用时，为了结构清晰，可将上述格式改为如下样式：
templateclass class-name { // 类的主体 }
2. 代码示例
2.1 函数模板示例
模板函数的示例代码（template_fun.cpp）如下：
#include
using namespace std;
template
T Max(T a, T b)
{
return (a > b ? a : b);
}
int main()
{
int i = 1;
int j = 2;
cout << "Max(i, j) is: " << Max(i, j) << endl;
cout << "Max(i, j) is: " << Max(i, j) << endl;
float x = 1.1;
float y = 2.2;
cout << "Max(x, y) is: " << Max(x, y) << endl;
return 0;
}
编译并运行上述代码，结果如下：
在上述结果能够看到，通过使用函数模板，我们可以使函数Max支持多种类型（ int 和 float ）的参数比较，实现了泛型编程的效果。
2.1.1 函数模板的实参推断
在前面的函数模板的代码示例中，我们使用了两种方式为函数模板指定类型参数，如下：
cout << "Max(i, j) is: " << Max(i, j) << endl;
cout << "Max(i, j) is: " << Max(i, j) << endl; 正常情况下，我们使用“Max
2.2 类模板示例
类模板的类声明代码（template_class.h）如下：
#ifndef __TEMPLATE_CLASS_H__
#define __TEMPLATE_CLASS_H__
template
class CTmpl
{
public:
// 成员函数声明
T FunA(T a, T b);
CTmpl();
};
#endif
类模板的类实现代码（template_class.cpp）如下：
#include
#include "template_class.h"
using namespace std;
template
CTmpl::CTmpl()
{
}
// 成员函数的具体实现
template
T CTmpl::FunA(T a, T b)
{
return (a + b);
}
int main()
{
CTmpl tmpl_int;
cout << "tmpl_int.FunA(1, 2) is: " << tmpl_int.FunA(1, 2) << endl;
CTmpl tmpl_float;
cout << "tmpl_float.FunA(1.1, 2.2) is: " << tmpl_float.FunA(1.1, 2.2) << endl;
return 0;
}
编译并运行上述代码，结果如下：
在上述结果能够看到，通过使用类模板，我们可以使类CTmpl的数据成员和成员函数支持多种类型（ int 和 float ），实现了泛型编程的效果。
在这里需要注意在类模板外部定义成员函数的方法，如下：
template
ret-type class-name::fun-name(parameter list)
{
// 函数的主体
}