C++类模板入门教程

C++ 除了支持函数模板，还支持类模板（Class Template）。函数模板中定义的类型参数可以用在函数声明和函数定义中，类模板中定义的类型参数可以用在类声明和类实现中。类模板的目的同样是将数据的类型参数化。

声明类模板的语法为：

template class 类名{ //TODO: };

类模板和函数模板都是以 template 开头（当然也可以使用 class，目前来讲它们没有任何区别），后跟类型参数；类型参数不能为空，多个类型参数用逗号隔开。

一但声明了类模板，就可以将类型参数用于类的成员函数和成员变量了。换句话说，原来使用 int、float、char 等内置类型的地方，都可以用类型参数来代替。

假如我们现在要定义一个类来表示坐标，要求坐标的数据类型可以是整数、小数和字符串，例如：

• x = 10、y = 10
• x = 12.88、y = 129.65
• x = "东经180度"、y = "北纬210度"

这个时候就可以使用类模板，请看下面的代码：

template //这里不能有分号
class Point{
public:
 Point(T1 x, T2 y): m_x(x), m_y(y){ }
public:
 T1 getX() const; //获取x坐标
 void setX(T1 x); //设置x坐标
 T2 getY() const; //获取y坐标
 void setY(T2 y); //设置y坐标
private:
 T1 m_x; //x坐标
 T2 m_y; //y坐标
};

x 坐标和 y 坐标的数据类型不确定，借助类模板可以将数据类型参数化，这样就不必定义多个类了。

注意：模板头和类头是一个整体，可以换行，但是中间不能有分号。

上面的代码仅仅是类的声明，我们还需要在类外定义成员函数。在类外定义成员函数时仍然需要带上模板头，格式为：

template 返回值类型 类名<类型参数1 , 类型参数2, ...>::函数名(形参列表){ //TODO: }

第一行是模板头，第二行是函数头，它们可以合并到一行，不过为了让代码格式更加清晰，一般是将它们分成两行。

下面就对 Point 类的成员函数进行定义：

template //模板头
T1 Point::getX() const /*函数头*/ {
 return m_x;
}

template
void Point::setX(T1 x){
    m_x = x;
}

template
T2 Point::getY() const{
 return m_y;
}

template
void Point::setY(T2 y){
    m_y = y;
}

请读者仔细观察代码，除了 template 关键字后面要指明类型参数，类名 Point 后面也要带上类型参数，只是不加 typename 关键字了。另外需要注意的是，在类外定义成员函数时，template 后面的类型参数要和类声明时的一致。

使用类模板创建对象

上面的两段代码完成了类的定义，接下来就可以使用该类创建对象了。使用类模板创建对象时，需要指明具体的数据类型。请看下面的代码：

Point p1(10, 20);Point p2(10, 15.5);Point p3(12.4, "东经180度");

与函数模板不同的是，类模板在实例化时必须显式地指明数据类型，编译器不能根据给定的数据推演出数据类型。

除了对象变量，我们也可以使用对象指针的方式来实例化：

Point *p1 = new Point(10.6, 109.3);Point *p = new Point("东经180度", "北纬210度");

需要注意的是，赋值号两边都要指明具体的数据类型，且要保持一致。下面的写法是错误的：

1. //赋值号两边的数据类型不一致
2. Point *p = new Point(10.6, 109);
3. //赋值号右边没有指明数据类型
4. Point *p = new Point(10.6, 109);

综合示例

【实例1】将上面的类定义和类实例化的代码整合起来，构成一个完整的示例，如下所示：

#include 
using namespace std;

template //这里不能有分号
class Point{
public:
 Point(T1 x, T2 y): m_x(x), m_y(y){ }
public:
 T1 getX() const; //获取x坐标
 void setX(T1 x); //设置x坐标
 T2 getY() const; //获取y坐标
 void setY(T2 y); //设置y坐标
private:
 T1 m_x; //x坐标
 T2 m_y; //y坐标
};

template //模板头
T1 Point::getX() const /*函数头*/ {
 return m_x;
}

template
void Point::setX(T1 x){
    m_x = x;
}

template
T2 Point::getY() const{
 return m_y;
}

template
void Point::setY(T2 y){
    m_y = y;
}

int main(){
 Point p1(10, 20);
    cout<<"x="<
void CArray::push_back(const T & v)
{ //在数组尾部添加一个元素
 if(ptr) {
 T *tmpPtr = new T[size+1]; //重新分配空间
 memcpy(tmpPtr,ptr,sizeof(T)*size); //拷贝原数组内容
 delete []ptr;
    ptr = tmpPtr;
}
 else //数组本来是空的
        ptr = new T[1];
    ptr[size++] = v; //加入新的数组元素
}
int main()
{
 CArray a;
 for(int i = 0;i < 5;++i)
        a.push_back(i);
 for(int i = 0; i < a.length(); ++i)
        cout << a[i] << " "; 
 return 0;
}