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  • C++ 模板

    原文:https://www.w3cschool.cn/cpp/cpp-templates.html

    C++ 模板

    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,返回两个数种的最大值:

    #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:

    #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
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