介绍C++模板的基本使用方法

概述

C++模板是一种通用编程工具，能够实现代码的重用并提供编译时类型检查。通过使用模板，可以编写适用于多种数据类型的函数和类。本文将介绍C++模板的基本使用方法，包括函数模板和类模板。

函数模板

函数模板是一种通用函数定义，可以接受不同的参数类型。以下是函数模板的基本语法：

template <typename T>  // 使用 typename 或 class 关键字指定类型参数
返回类型 函数名(参数列表) {
   // 函数体
}

在模板定义中，typename 或 class 关键字用于指定类型参数的占位符。下面是一个使用函数模板的示例：

template <typename T>
T max(T a, T b) {
   return (a > b) ? a : b;
}

函数模板在被调用时，编译器会根据实际参数的类型实例化出对应的函数。

int a = 5, b = 7;
cout << max(a, b) << endl;  // 输出较大的数值 7

double x = 3.14, y = 2.71;
cout << max(x, y) << endl;  // 输出较大的数值 3.14

在编译时，编译器会自动为函数模板生成特定类型的函数，这个过程称为模板实例化。

类模板

类模板是一种通用类定义，可以用于创建具有不同数据类型的对象的类。以下是类模板的基本语法：

template <typename T>  // 使用 typename 或 class 关键字指定类型参数
class 类名 {
   // 类成员和方法
};

类模板可以根据指定的类型参数生成具体的类定义。下面是一个使用类模板的示例：

template <typename T>
class Stack {
private:
   T stackArray[100];
   int top;

public:
   Stack() : top(-1) {}
   void push(T element);
   T pop();
};

template <typename T>
void Stack<T>::push(T element) {
   stackArray[++top] = element;
}

template <typename T>
T Stack<T>::pop() {
   return stackArray[top--];
}

上面的代码定义了一个通用的栈类 Stack，可以存储任意类型的元素。通过 <T> 指定类型参数，并在类内部的成员和方法中使用。

Stack<int> intStack;  // 创建一个存储整数的栈对象
intStack.push(42);  // 将整数 42 入栈

Stack<double> doubleStack;  // 创建一个存储双精度浮点数的栈对象
doubleStack.push(3.14);  // 将双精度浮点数 3.14 入栈

类模板可以通过指定不同的类型参数创建不同的类对象，从而实现对不同数据类型的支持。

总结

C++模板是一种强大的工具，可以实现代码的通用性和重用性。通过使用函数模板和类模板，可以使代码适用于不同的数据类型。函数和类模板提供了编译时类型检查，避免了一些运行时错误。掌握了这些基本的模板使用方法，可以提高代码的灵活性和效率，在开发中发挥更大的作用。