C++中的template 用法详解

template 是C++中用于定义模板的固定格式。模板是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数， 从而实现了真正的代码可重用性。模版可以分为两类，一个是函数模版，另外一个是类模版。

第一，函数模板。
功能要求：我们需要对int、char、string、double等类型的数据做交换操作，假如没有模板这种重用代码的机制，则我们需要根据不同的参数类型编写多个语句基本相同的函数，有了模板功能，则只需要编写一个函数即可，编译器可以通过输入参数的类型，推断出形参的类型。范例代码如下：

#include
#include
using namespace std;

//template 关键字告诉C++编译器 下面是个泛型模板  
//数据类型T 参数化数据类型
template 
void generic_swap(T& a, T& b)
{
    cout << "Initial value: " << a << " : " << b << endl;

    T tmp;
    tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;
}

int main()
{
    int a = 100, b = 50;
    generic_swap(a, b);
    cout << "excute the swap():" << a << " : " << b << endl;


    char c = 'A', d = 'B';
    generic_swap(c, d);
    cout << "excute the swap():" << c << " : " << d << endl;
    
    string e = "Jacky", f = "Lucy";
    generic_swap(e, f);
    cout << "excute the swap():" << e << " : " << f << endl;

    double j = 1.314, k = 5.12;
    generic_swap(j, k);
    cout << "excute the swap():" << j << " : " << k << endl;
    
    return 0;
}

函数模板范例运行结果

第二，类模板
功能要求：定义一个类来表示坐标，要求坐标的数据类型可以是整数、小数或字符串，例如：

• x = 10、y = 10
• x = 12.88、y = 129.65
• x = "E180"、y = "N210"

这个时候就可以使用类模板如下所示：

#include
#include
using namespace std;

//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
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
};

//下面就对 Point 类的成员函数进行定义
template T1 Point::getX() const {
    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()
{
    // 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
    Point p1(10, 10);
    cout << "x=" << p1.getX() << ", y=" << p1.getY() << endl;

    Point p2(12.88, 129.65);
    cout << "x=" << p2.getX() << ", y=" << p2.getY() << endl;

    Point p3("E180","N210");
    cout << "x=" << p3.getX() << ", y=" << p3.getY() << endl;

    Point p4(4, 129.65);
    cout << "x=" << p4.getX() << ", y=" << p4.getY() << endl;

    Point p5("hello,world!", 5);
    cout << "x=" << p5.getX() << ", y=" << p5.getY() << endl;

    //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* p7 = new Point("hello,world!", 7);
    // (pointer_name)->(variable_name)
    // The Dot(.) operator is used to normally access members of a structure or union.
    // The Arrow(->) operator exists to access the members of the structure or the unions using pointers
    cout << "x=" << p7->getX() << ", y=" << p7->getY() << endl;
    
    delete p7;

    return 0;
}

类模板范例运行结果