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C++类模板实例化的方法及应用
2023-07-05 07:35:24 深夜i     --     --
C++ 类模板 实例化 方法 应用

C++是一门强大且广泛使用的编程语言，支持面向对象编程（OOP）的特性。其中类模板是OOP中极为重要的概念之一，它可以将一组操作定义为独立的模板，以适应不同的数据类型。在实际开发中，很多时候需要使用类模板进行数据类型的封装，下面就来介绍C++类模板实例化的方法及应用。

类模板实例化方法

类模板是生成类的模板，而模板实参是在实例化类模板时定义的数据类型。C++中有两种实例化类模板的方法。

1.显式实例化

显式实例化是指在程序中显示地进行类模板实例化。将类模板定义的实例声明为模板实参，并使用typedef关键字将实例定义为类型，这样就可以在程序中直接使用该类型了。例如：

template

class MyClass

{

public:

  T value;

public:

  MyClass() {};

  MyClass(T a) :value(a) {};

  T getValue() return value;

};

typedef MyClass MyInt;

int main()

{

  MyInt a(10);

  std::cout << a.getValue() << std::endl;

  return 0;

}

其中，MyClass就是一个类模板，使用typedef关键字定义了MyInt类型，可以直接在程序中使用MyInt类型。

2.隐式实例化

隐式实例化是指C++编译器在编译过程中自动实例化类模板。当程序中使用类模板时，如果没有指定模板实参，则编译器会根据数据类型自动实例化模板。例如：

template

class MyClass

{

public:

  T value;

public:

  MyClass() {};

  MyClass(T a) :value(a) {};

  T getValue() return value;

};

int main()

{

  MyClass a(10);

  std::cout << a.getValue() << std::endl;

  return 0;

}

以上程序就是隐式实例化，使用了int数据类型。编译器会自动根据int数据类型实例化模板。

类模板的应用

类模板可以用于各种数据类型的封装，常见的应用包括容器、算法、数值计算等。下面以容器为例，介绍下类模板的应用。

容器是指能够存储、排序、访问和删除数据的泛型类。在大型应用程序中，容器是实现数据管理和数据存储的一种主流机制。C++STL（Standard Template Library）库就提供了各种容器模板供程序员使用，其中vector、list、map等常用容器都是通过类模板实现的。

以vector为例，vector是一种动态数组，可以在尾部添加元素，也可以在任意位置插入或删除元素。vector类模板的定义如下：

template >

class vector

{

public:

  using value_type = T;

  using allocator_type = Allocator;

  using reference = T &;

  using const_reference = const T&;

  void push_back(const T& val);

  void pop_back();

  reference operator[] (size_type n);

  const_reference operator[] (size_type n) const;

  //...

};

其中，T代表存储在vector容器中的元素类型，Allocator是一个用于动态内存管理的类型，可以不指定。

使用vector类模板的示例代码如下：

int main()

{

  std::vector vec1;

  vec1.push_back(1);

  vec1.push_back(2);

  vec1.push_back(3);

  vec1.push_back(4);

  for (auto& i : vec1)

    std::cout << i << " ";

  std::cout << std::endl;

  std::vector vec2;

  vec2.push_back("hello");

  vec2.push_back("world");

  vec2.push_back("C++");

  for (auto& i : vec2)

    std::cout << i << " ";

  std::cout << std::endl;

  return 0;

}

以上代码使用vector类模板创建了两个容器，并在容器中添加元素。通过对vector容器的操作，可以方便地管理各种类型的数据。

总结

C++类模板是非常重要的概念，在实际开发中被广泛使用。通过使用类模板，可以根据不同的数据类型构建不同的类，提高代码的复用性和通用性。通过显式实例化或隐式实例化，可以方便地实例化类模板，并使用容器、算法等各种应用场景中。

  
  

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