C++模板（菜鸟教程）

C++ 模板

模板是泛型编程的基础，泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。

模板是创建泛型类或函数的蓝图或公式。库容器，比如迭代器和算法，都是泛型编程的例子，它们都使用了模板的概念。

每个容器都有一个单一的定义，比如向量，我们可以定义许多不同类型的向量，比如 vector <int> 或 vector <string>。

您可以使用模板来定义函数和类，接下来让我们一起来看看如何使用。

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) { // 函数的主体 }

在这里，type 是函数所使用的数据类型的占位符名称。这个名称可以在函数定义中使用。

下面是函数模板的实例，返回两个数中的最大值：

实例

 #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 = ;

     int j = ;

     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 ;

 }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Max(i, j): 39

Max(f1, f2): 20.7

Max(s1, s2): World

类模板

正如我们定义函数模板一样，我们也可以定义类模板。泛型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，可以在类被实例化的时候进行指定。您可以使用一个逗号分隔的列表来定义多个泛型数据类型。

下面的实例定义了类 Stack<>，并实现了泛型方法来对元素进行入栈出栈操作：

实例

 #include <iostream>

 #include <vector>

 #include <cstdlib>

 #include <string>

 #include <stdexcept>

 using namespace std;

 template <class T>

 class Stack {

   private:

     vector<T> elems;     // 元素 

   public:

     void push(T const&);  // 入栈

     void pop();               // 出栈

     T top() const;            // 返回栈顶元素

     bool empty() const{       // 如果为空则返回真。

         return elems.empty();

     }

 }; 

 template <class T>

 void Stack<T>::push (T const& elem)

 {

     // 追加传入元素的副本

     elems.push_back(elem);

 } 

 template <class T>

 void Stack<T>::pop ()

 {

     if (elems.empty()) {

         throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");

     }

     // 删除最后一个元素

     elems.pop_back();

 } 

 template <class T>

 T Stack<T>::top () const

 {

     if (elems.empty()) {

         throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack");

     }

     // 返回最后一个元素的副本

     return elems.back();

 } 

 int main()

 {

     try {

         Stack<int>         intStack;  // int 类型的栈

         Stack<string> stringStack;    // string 类型的栈 

         // 操作 int 类型的栈

         intStack.push();

         cout << intStack.top() <<endl; 

         // 操作 string 类型的栈

         stringStack.push("hello");

         cout << stringStack.top() << std::endl;

         stringStack.pop();

         stringStack.pop();

     }

     catch (exception const& ex) {

         cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;

         return -;

     }

 }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

7

hello

Exception: Stack<>::pop(): empty stack

第一个例子中typename改为class也是可以的:

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

template <class 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;

}

C++ 中 typename 和 class 的区别

在 C++ Template 中很多地方都用到了 typename 与 class 这两个关键字，而且好像可以替换，是不是这两个关键字完全一样呢?

相信学习 C++ 的人对 class 这个关键字都非常明白，class 用于定义类，在模板引入 c++ 后，最初定义模板的方法为：
```
template<class T>......
```
这里 class 关键字表明T是一个类型，后来为了避免 class 在这两个地方的使用可能给人带来混淆，所以引入了 typename 这个关键字，它的作用同
class 一样表明后面的符号为一个类型，这样在定义模板的时候就可以使用下面的方式了：
```
template<typename

T>......
```
在模板定义语法中关键字 class 与 typename 的作用完全一样。

typename 难道仅仅在模板定义中起作用吗？其实不是这样，typename 另外一个作用为：使用嵌套依赖类型(nested depended name)，如下所示：
```
class MyArray

{

    public：

    typedef int LengthType;

.....

}

template<class T>

void MyMethod( T myarr )

{

    typedef typename T::LengthType LengthType;

    LengthType length = myarr.GetLength;

}
```
这个时候 typename 的作用就是告诉 c++ 编译器，typename 后面的字符串为一个类型名称，而不是成员函数或者成员变量，这个时候如果前面没有
typename，编译器没有任何办法知道 T::LengthType 是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数)，所以编译不能够通过。