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C++模板的介绍与应用

2023-07-07 02:23:04 深夜i -- --

C++模板泛型编程函数模板类模板 STL (标准模板库)

C++模板是C++语言中的一种高级特性，它可以生成通用的代码，从而让程序员能够更加高效地编写程序。模板是C++语言中用来描述泛型编程的工具，是一种代码复用的技术。模板通过参数化类型来产生不同的功能，可以让程序员创建出具有相同代码结构但可适用于不同类型的函数和类。

模板的使用主要涉及到两个方面，一个是函数模板，另一个是类模板。函数模板可以让程序员生成适用于任何数据类型的函数，而类模板则可以让程序员创建通用的类。

函数模板的定义以关键字“template”开头，后面紧跟着模板参数列表和函数原型。在使用函数模板时，我们只需在调用函数时指定参数类型即可。例如：


template <typename T>
T max(T a, T b) {
  return a > b ? a : b;
}
int main() {
  int a = 10, b = 20;
  double c = 1.5, d = 2.5;
  std::cout << max<int>(a, b) << std::endl;
  std::cout << max<double>(c, d) << std::endl;
  return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个函数模板max，函数原型中用typename T表示类型参数。然后在main函数中，我们分别用int和double类型调用了max函数，并显式地指定了参数类型。输出结果为20和2.5。

类模板也是通过在类定义中使用template关键字来定义的。与函数模板类似，类模板的参数可以是类型、数值或模板本身。例如：


template <typename T>
class Vector {
public:
  Vector(int size) : _size(size), _data(new T[size]) {}
  T& operator[](int index) { return _data[index]; }
  int size() return _size;
private:
  int _size;
  T* _data;
};
int main() {
  Vector<int> v(5);
  for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
    v[i] = i + 1;
  }
  for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
    std::cout << v[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;
  return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个具有一个类型参数的类模板Vector。Vector类通过使用new在堆上创建一个大小为_size的数组。然后我们在main函数中实例化了一个int类型的Vector对象v，并对它进行了初始化和输出操作。

总的来说，C++模板是C++语言中的一个非常重要的特性，它不仅可以让程序员更加高效地编写程序，而且可以让程序具有更好的可读性、可靠性和可维护性。程序员只要熟练掌握模板的使用方法，就可以在编写代码时获得更大的自由度和灵活性。

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