C++ 模板



  • 模板

    模板是通用编程的基础,它涉及以独立于任何特定类型的方式编写代码。模板是用于创建通用类或函数的蓝图或公式。库容器(如迭代器和算法)是通用编程的示例,并已使用模板概念进行了开发。每个容器都有一个单独的定义,例如vector,但是我们可以定义许多不同种类的向量,例如vector <int>或vector <string>。您可以使用模板来定义函数和类,让我们看看它们是如何工作的-
  • 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) {
       // body of function
    } 
    
    在此,type是该函数使用的数据类型的占位符名称。该名称可以在函数定义中使用。以下是函数模板的示例,该函数模板返回两个值中的最大值-
    
    #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;
    }
    
    尝试一下
    如果我们编译并运行以上代码,这将产生以下结果-
    
    Max(i, j): 39
    Max(f1, f2): 20.7
    Max(s1, s2): World
    
  • 类模板

    正如我们可以定义功能模板一样,我们也可以定义类模板。通用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,它将在实例化类时指定。您可以使用逗号分隔的列表定义多个通用数据类型。以下是定义类Stack <>并实现通用方法以从堆栈中推送和弹出元素的示例-
    
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <cstdlib>
    #include <string>
    #include <stdexcept>
    
    using namespace std;
    
    template <class T>
    class Stack { 
       private: 
          vector<T> elems;    // elements 
    
       public: 
          void push(T const&);  // push element 
          void pop();               // pop element 
          T top() const;            // return top element 
          
          bool empty() const {      // return true if empty.
             return elems.empty(); 
          } 
    }; 
    
    template <class T>
    void Stack<T>::push (T const& elem) { 
       // append copy of passed element 
       elems.push_back(elem);    
    } 
    
    template <class T>
    void Stack<T>::pop () { 
       if (elems.empty()) { 
          throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
       }
       
       // remove last element 
       elems.pop_back();         
    } 
    
    template <class T>
    T Stack<T>::top () const { 
       if (elems.empty()) { 
          throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
       }
       
       // return copy of last element 
       return elems.back();      
    } 
    
    int main() { 
       try {
          Stack<int>         intStack;  // stack of ints 
          Stack<string> stringStack;    // stack of strings 
    
          // manipulate int stack 
          intStack.push(7); 
          cout << intStack.top() <<endl; 
    
          // manipulate string stack 
          stringStack.push("hello"); 
          cout << stringStack.top() << std::endl; 
          stringStack.pop(); 
          stringStack.pop(); 
       } catch (exception const& ex) { 
          cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
          return -1;
       } 
    } 
    
    尝试一下
    如果我们编译并运行以上代码,这将产生以下结果-
    
    7
    hello
    Exception: Stack<>::pop(): empty stack