C++模板

一、函数模板

我们可能会遇到功能相同，但参数不同，而不得不写大量重载函数，如求绝对值，根据参数是整数还是浮点数而重载函数。

这不仅会导致冗余，如果修改算法时，没有各个函数体中同步修改，会造成在同一个系统中，处理同类型的问题，用的算法不一致。

解决：使用模板

求绝对值问题

 

语法：

    template <模板参数表>

    函数定义

模板参数表的内容

• 类型参数：class（或typename） 标识符
• 常量参数：类型说明符 标识符
• 模板参数：template <参数表> class标识符

//9_1.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>  //定义函数模板
void outputArray(const T *array, int count) {
    for (int i = 0; i < count; i++)
        cout << array[i] << " "; //如果数组元素是类的对象，需要该对象所属类重载了流插入运算符“<<”
    cout << endl;
}

int main() {     
    const int A_COUNT = 8, B_COUNT = 8, C_COUNT = 20;
    int a [A_COUNT] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
    double b[B_COUNT] = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6, 7.7, 8.8 };
    char c[C_COUNT] = "Welcome!";

    cout << " a array contains:" << endl;
    outputArray(a, A_COUNT);    
    cout << " b array contains:" << endl;
    outputArray(b, B_COUNT);    
    cout << " c array contains:" << endl;
    outputArray(c, C_COUNT);    
    return 0;
}
运行结果如下：
a array contains:
1 2 3 4 5 6 7 8
b array contains:
1.1 2.2 3.3 4.4 5.5 6.6 7.7 8.8 
c array contains:
W e l c o m e!

注意

• 一个函数模板并非自动可以处理所有类型的数据
• 只有能够进行函数模板中运算的类型，可以作为类型实参
• 自定义的类，需要重载模板中的运算符，才能作为类型实参

二、类模板

作用

使用类模板使用户可以为类声明一种模式，使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数、某些成员函数的返回值，能取任意类型（包括基本类型的和用户自定义类型）。

声明

• 类模板 

  • template <模板参数表>
    class 类名 
    {类成员声明};

• 如果需要在类模板以外定义其成员函数，则要采用以下的形式

  • template <模板参数表> 
    类型名 类名<模板参数标识符列表>::函数名（参数表）

示例

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
struct Student {
  int id;       //学号
  float gpa;    //平均分
}; 
template <class T>
class Store {//类模板：实现对任意类型数据进行存取
private:
    T item; // item用于存放任意类型的数据
    bool haveValue;  // haveValue标记item是否已被存入内容
public:
    Store();
    T &getElem();   //提取数据函数
    void putElem(const T &x);  //存入数据函数
};

template <class T>  
Store<T>::Store(): haveValue(false) { } 
template <class T>
T &Store<T>::getElem() {
    //如试图提取未初始化的数据，则终止程序
    if (!haveValue) {   
        cout << "No item present!" << endl;
        exit(1);    //使程序完全退出，返回到操作系统。
    }
    return item;        // 返回item中存放的数据 
}
template <class T>
void Store<T>::putElem(const T &x) {
    // 将haveValue 置为true，表示item中已存入数值   
    haveValue = true;   
    item = x;           // 将x值存入item
}

int main() {
    Store<int> s1, s2;  
    s1.putElem(3);  
    s2.putElem(-7);
    cout << s1.getElem() << "  " << s2.getElem() << endl;

    Student g = { 1000, 23 };
    Store<Student> s3;
    s3.putElem(g); 
    cout << "The student id is " << s3.getElem().id << endl;

    Store<double> d;
    cout << "Retrieving object D... ";
    cout << d.getElem() << endl;
   //d未初始化，执行函数D.getElement()时导致程序终止
    return 0;
}