C++ 模板

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2018-01-05

模板是泛型编程的基础，泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。

模板是创建泛型类或函数的蓝图或公式。库容器，比如迭代器和算法，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，比如向量，我们可以定义许多不同类型的向量，比如 vector <int> 或 vector <string>。

您可以使用模板来定义函数和类，接下来让我们一起来看看如何使用。

函数模板

模板函数定义的一般形式如下所示：

template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // 函数的主体 }

在这里，type 是函数所使用的数据类型的占位符名称。这个名称可以在函数定义中使用。

下面是函数模板的实例，返回两个数中的最大值：

实例

#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;

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

类模板

正如我们定义函数模板一样，我们也可以定义类模板。泛型类声明的一般形式如下所示：

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

在这里，type 是占位符类型名称，可以在类被实例化的时候进行指定。您可以使用一个逗号分隔的列表来定义多个泛型数据类型。

下面的实例定义了类 Stack<>，并实现了泛型方法来对元素进行入栈出栈操作：

实例

#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&); // 入栈
void pop(); // 出栈
T top() const; // 返回栈顶元素
bool empty() const{ // 如果为空则返回真。
return elems.empty();
}
};
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem)
{
// 追加传入元素的副本
elems.push_back(elem);
}
 
template <class T>
void Stack<T>::pop ()
{
if (elems.empty()) {
throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
}
// 删除最后一个元素
elems.pop_back();
}
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const
{
if (elems.empty()) {
throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack");
}
// 返回最后一个元素的副本 
return elems.back();
}
 
int main()
{
try {
Stack<int> intStack; // int 类型的栈 
Stack<string> stringStack; // string 类型的栈 
 
// 操作 int 类型的栈 
intStack.push(7);
cout << intStack.top() <<endl;
 
// 操作 string 类型的栈 
stringStack.push("hello");
cout << stringStack.top() << std::endl;
stringStack.pop();
stringStack.pop();
}
catch (exception const& ex) {
cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;
return -1;
}
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

#include<iostream>#include<vector>#include<cstdlib>#include<string>#include<stdexcept>usingnamespacestd; template <classT> classStack{private: vector<T> elems; // 元素 public: voidpush(Tconst&); // 入栈voidpop(); // 出栈Ttop()const; // 返回栈顶元素boolempty()const{// 如果为空则返回真。returnelems.empty(); }}; template <classT> voidStack<T>::push(Tconst& elem){// 追加传入元素的副本elems.push_back(elem); }template <classT> voidStack<T>::pop(){if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); }// 删除最后一个元素elems.pop_back(); }template <classT> TStack<T>::top()const{if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); }// 返回最后一个元素的副本 returnelems.back(); }intmain(){try{Stack<int> intStack; // int 类型的栈 Stack<string> stringStack; // string 类型的栈 // 操作 int 类型的栈 intStack.push(7); cout << intStack.top() <<endl; // 操作 string 类型的栈 stringStack.push("hello"); cout << stringStack.top() << std::endl; stringStack.pop(); stringStack.pop(); }catch(exceptionconst& ex){cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; return -1; }}

第一个例子中typename改为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;
}

gt 8个月前 (05-02)

gt

gt@***ms.org
C++ 中 typename 和 class 的区别

在 C++ Template 中很多地方都用到了 typename 与 class 这两个关键字，而且好像可以替换，是不是这两个关键字完全一样呢?

相信学习 C++ 的人对 class 这个关键字都非常明白，class 用于定义类，在模板引入 c++ 后，最初定义模板的方法为：
```
template<class T>......
```
这里 class 关键字表明T是一个类型，后来为了避免 class 在这两个地方的使用可能给人带来混淆，所以引入了 typename 这个关键字，它的作用同
class 一样表明后面的符号为一个类型，这样在定义模板的时候就可以使用下面的方式了：
```
template<typename
T>......
```
在模板定义语法中关键字 class 与 typename 的作用完全一样。

typename 难道仅仅在模板定义中起作用吗？其实不是这样，typename 另外一个作用为：使用嵌套依赖类型(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; 
}
```
这个时候 typename 的作用就是告诉 c++ 编译器，typename 后面的字符串为一个类型名称，而不是成员函数或者成员变量，这个时候如果前面没有
typename，编译器没有任何办法知道 T::LengthType 是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数)，所以编译不能够通过。

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