46.C++模板

news2025/1/19 17:23:29

今天进行了新的学习，关于c++模板的使用。模板是 C++ 中一种泛型编程的机制，允许在编写代码时使用参数化类型或参数化值。通过模板，可以编写通用的代码，以处理多种不同类型的数据，从而提高代码的复用性和灵活性。

C++ 中有两种主要类型的模板：函数模板和类模板。

一、函数模板

函数模板允许定义通用的函数，其中函数的参数或返回值可以是类型参数化的。通过使用尖括号< > 来声明函数模板，其中尖括号内指定类型参数的名称。

示例：
#include <iostream>
using namespace std;

//函数模板
template<typename T>
T add(T a, T b) {
	return a + b;
}

int main() {
	int sum1 = add(10, 60);         // 调用模板函数，T 推导为 int
	double sum2 = add(10.35, 60.95);// 调用模板函数，T 推导为 double
	cout << "sum1=" << sum1 << endl;
	cout << "sum2=" << sum2 << endl;

	return 0;
}
// 函数模板
template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    int intResult = max(5, 10);        // 实例化为 int 版本的 max 函数
    double doubleResult = max(3.14, 2.71); // 实例化为 double 版本的 max 函数
    char charResult = max('A', 'B');   // 实例化为 char 版本的 max 函数

    return 0;
}
在上述示例中，我们使用了函数模板 template <typename T> T max(T a, T b) 来实现一个通用的比较函数。模板参数 T 是一个占位符，表示可以是任意类型。当我们调用 max(5, 10) 时，编译器会自动推导出 T 为 int，然后实例化为 int 版本的 max 函数，所以返回的结果是整数的最大值。同样地，调用 max(3.14, 2.71) 时，T 被推导为 double，所以实例化为 double 版本的 max 函数，返回的结果是浮点数的最大值。

二、类模板

类模板允许定义通用的类，其中类的成员变量或成员函数可以是类型参数化的。通过使用尖括号 < > 来声明类模板，其中尖括号内指定类型参数的名称。

示例：
#include <iostream>
using namespace std;
// 类模板
template <typename T>
class MyContainer {
private:
    T* data;
    size_t size;
public:
    MyContainer(size_t n) : size(n) {
        data = new T[n];
    }
    ~MyContainer() {
        delete[] data;
    }
    T& operator[](size_t index) {
        return data[index];
    }
    size_t getSize() const {
        return size;
    }
};
int main() {
    // 实例化 MyContainer<int> 类模板，T 被推导为 int
    MyContainer<int> intContainer(5);
    for (size_t i = 0; i < intContainer.getSize(); ++i) {
        intContainer[i] = i + 1;
        cout << intContainer[i] << endl;
    }
    // 实例化 MyContainer<double> 类模板，T 被推导为 double
    MyContainer<double> doubleContainer(3);
    for (size_t i = 0; i < doubleContainer.getSize(); ++i) {
        doubleContainer[i] = 3.14 * (i + 1);
        cout << intContainer[i] << endl;
    }

    return 0;
}
在上述示例中，我们定义了一个类模板 MyContainer，用于动态管理数据。MyContainer 类模板可以适用于不同类型的数据，例如 MyContainer<int> 和 MyContainer<double>。在 main 函数中，我们分别实例化了 MyContainer<int> 和 MyContainer<double> 类模板，并使用它们来存储整数和浮点数的数据。这样，我们可以通过类模板实现通用的数据容器，而不需要为每种数据类型单独编写不同的代码。