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C++ 模板

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2018-01-05

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 = 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;

}

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

 C++ 命名空间

C++ 预处理器 

 

笔记列表

 

1. gt

   gt@***ms.org

   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;
   }

   gt

   gt

   gt@***ms.org

   8个月前 (05-02)

2. gt

   gt@***ms.org

   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。

#include<iostream>#include<vector>#include<cstdlib>#include<string>#include<stdexcept>usingnamespacestd;

template <classT>
classStack{private:
vector<T> elems; // 元素 public:
voidpush(Tconst&); // 入栈voidpop(); // 出栈Ttop()const; // 返回栈顶元素boolempty()const{// 如果为空则返回真。returnelems.empty();
}};

template <classT>
voidStack<T>::push(Tconst& elem){// 追加传入元素的副本elems.push_back(elem);
}template <classT>
voidStack<T>::pop(){if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
}// 删除最后一个元素elems.pop_back();
}template <classT>
TStack<T>::top()const{if(elems.empty()){throwout_of_range("Stack<>::top(): empty stack");
}// 返回最后一个元素的副本 returnelems.back();
}intmain(){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(7);
cout << intStack.top() <<endl;

// 操作 string 类型的栈 stringStack.push("hello");
cout << stringStack.top() << std::endl;
stringStack.pop();
stringStack.pop();
}catch(exceptionconst& ex){cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;
return -1;
}}