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C++模板

模板是泛型编程,其中涉及编写代码的方式,是独立于任何特定类型的基础。

模板是蓝图或公式,用于创建一个通用类或函数。库的容器,如迭代器和算法是泛型编程的例子,使用模板的概念已经被开发出来。

在各自的容器中,如向量单一定义,但我们可以定义许多不同类型的向量,例如,vector <int> 或 vector <string>。

可以使用模板,以及定义的功能类,让我们看它们的工作是如何做的:

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)
{
   // body of function
} 

在这里,类型是使用函数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。

下面是一个函数模板,返回两个值的最大值的例子:

#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;
}

如果我们编译并运行上面的代码,这会产生以下结果:

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

类模板:

就像我们可以定义函数模板,我们也可以定义类模板。一个泛型类声明的一般形式如下:

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

在这里,类型是占位符类型名,当一个类实例化,将被指定。可以通过使用一个逗号分隔的列表定义多个通用数据类型。

以下是定义类堆栈<>和实现的通用方法,从堆栈中以推进和弹出元素的例子:

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

using namespace std;

template <class T>
class Stack { 
  private: 
    vector<T> elems;     // elements 

  public: 
    void push(T const&);  // push element 
    void pop();               // pop element 
    T top() const;            // return top element 
    bool empty() const{       // return true if empty.
        return elems.empty(); 
    } 
}; 

template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) 
{ 
    // append copy of passed element 
    elems.push_back(elem);    
} 

template <class T>
void Stack<T>::pop () 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
	// remove last element 
    elems.pop_back();         
} 

template <class T>
T Stack<T>::top () const 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
	// return copy of last element 
    return elems.back();      
} 

int main() 
{ 
    try { 
        Stack<int>         intStack;  // stack of ints 
        Stack<string> stringStack;    // stack of strings 

        // manipulate int stack 
        intStack.push(7); 
        cout << intStack.top() <<endl; 

        // manipulate string stack 
        stringStack.push("hello"); 
        cout << stringStack.top() << std::endl; 
        stringStack.pop(); 
        stringStack.pop(); 
    } 
    catch (exception const& ex) { 
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
        return -1;
    } 
} 

如果我们编译并运行上面的代码,这会产生以下结果:

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