C++ 模板
模板是 C++ 支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。
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模板是一种对类型进行参数化的工具；
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通常有两种形式：函数模板和类模板；
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函数模板针对仅参数类型不同的函数；
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类模板针对仅数据成员和成员函数类型不同的类。
使用模板的目的就是能够让程序员编写与类型无关的代码
注意：
模板的声明或定义只能在全局，命名空间或类范围内进行。即不能在局部范围，函数内进行，比如不能在main函数中声明或定义一个模板。
函数模板
定义模板函数的语法格式如下
template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // 函数的主体 }
- 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。
我们来看一个函数模板的范例。
范例：定义一个函数模板，返回两个数种的最大值
/** * file: main.cpp * author: 简单教程(www.twle.cn) * * Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved. */ #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 = 67; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 3.15; double f2 = 20.87; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "简单教程"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; }
编译运行以上范例，输出结果如下
$ g++ main.cpp && ./a.out Max(i, j): 67 Max(f1, f2): 20.87 Max(s1, s2): 简单教程
类模板
不仅可以定义函数模板，C++ 还允许定义类模板。
类模板又称泛型类。
泛型类声明的一般语法格式如下
template <class type> class class-name { ... }
- type 是占位符类型名称，可以在类被范例化的时候进行指定。 可以使用一个逗号分隔的列表来定义多个泛型数据类型。
我们来看一个类模板的范例。
范例：定义一个类 Stack<>，并实现了泛型方法来对元素进行入栈出栈操作
/** * file: main.cpp * author: 简单教程(www.twle.cn) * * Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved. */ #include <iostream> #include <vector> #include <cstdlib> #include <string> #include <stdexcept> using namespace std; template <class T> class Stack { private: vector<T> elems; // 向量，用来保存元素 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(17); cout << intStack.top() <<endl; // 操作 string 类型的栈 stringStack.push("hello 简单教程"); cout << stringStack.top() << std::endl; stringStack.pop(); stringStack.pop(); } catch (exception const& ex) { cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; return -1; } }
编译运行以上程序，输出结果如下
$ g++ main.cpp && ./a.out 17 hello 简单教程 Exception: Stack<>::pop(): empty stack