C++ 模板

模板是泛型編程的基礎，泛型編程即以一種獨立於任何特定類型的方式編寫代碼。

模板是建立泛型類或函數的藍圖或公式。庫容器，好比迭代器和算法，都是泛型編程的例子，它們都使用了模板的概念。

每一個容器都有一個單一的定義，好比 向量，咱們能夠定義許多不一樣類型的向量，好比 vector 或 vector 。

您能夠使用模板來定義函數和類，接下來讓咱們一塊兒來看看如何使用。

函數模板

模板函數定義的通常形式以下所示：

template <class type> ret-type func-name(parameter list)
{
   // 函數的主體
}

在這裏，type 是函數所使用的數據類型的佔位符名稱。這個名稱能夠在函數定義中使用。

下面是函數模板的實例，返回兩個數中的最大值：

#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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

類模板

正如咱們定義函數模板同樣，咱們也能夠定義類模板。泛型類聲明的通常形式以下所示：

template <class type> class class-name {
.
.
.
}

在這裏，type 是佔位符類型名稱，能夠在類被實例化的時候進行指定。您能夠使用一個逗號分隔的列表來定義多個泛型數據類型。

下面的實例定義了類 Stack<>，並實現了泛型方法來對元素進行入棧出棧操做：

#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&);  // 入棧
    void pop();               // 出棧
    T top() const;            // 返回棧頂元素
    bool empty() const{       // 若是爲空則返回真。
        return elems.empty();
    }
};
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem)
{
    // 追加傳入元素的副本
    elems.push_back(elem);   
}
 
template <class T>
void Stack<T>::pop ()
{
    if (elems.empty()) {
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
    }
    // 刪除最後一個元素
    elems.pop_back();        
}
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const
{
    if (elems.empty()) {
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack");
    }
    // 返回最後一個元素的副本
    return elems.back();     
}
 
int main()
{
    try {
        Stack<int>         intStack;  // int 類型的棧
        Stack<string> stringStack;    // string 類型的棧
 
        // 操做 int 類型的棧
        intStack.push(7);
        cout << intStack.top() <<endl;
 
        // 操做 string 類型的棧
        stringStack.push("hello");
        cout << stringStack.top() << std::endl;
        stringStack.pop();
        stringStack.pop();
    }
    catch (exception const& ex) {
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;
        return -1;
    }
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack