C++模板使用介绍

1. 模板的概念。

我们已经学过重载(Overloading)，对重载函数而言,C++的检查机制能通过函数参数的不同及所属类的不同。正确的调用重载函数。例如，为求两个数的最大值，我们定义MAX()函数需要对不同的数据类型分别定义不同重载(Overload)版本。

//函数1.

int max(int x,int y);
{return(x>y)?x:y ;}

//函数2.
float max( float x,float y){
return (x>y)? x:y ;}

//函数3.
double max(double x,double y)
{return (c>y)? x:y ;}

但如果在主函数中，我们分别定义了 char a,b; 那么在执行max(a,b);时 程序就会出错，因为我们没有定义char类型的重载版本。

现在，我们再重新审视上述的max()函数，它们都具有同样的功能，即求两个数的最大值，能否只写一套代码解决这个问题呢？这样就会避免因重载函数定义不 全面而带来的调用错误。为解决上述问题C++引入模板机制，模板定义：模板就是实现代码重用机制的一种工具，它可以实现类型参数化，即把类型定义为参数， 从而实现了真正的代码可重用性。模版可以分为两类，一个是函数模版，另外一个是类模版。

2.   函数模板的写法

函数模板的一般形式如下：

Template <class或者也可以用typename T>

返回类型 函数名（形参表）
{//函数定义体 }

说明： template是一个声明模板的关键字，表示声明一个模板关键字class不能省略，如果类型形参多余一个 ，每个形参前都要加class <类型 形参表>可以包含基本数据类型可以包含类类型.

请看以下程序:

//Test.cpp

#include <iostream>

using std::cout;

using std::endl;

//声明一个函数模版,用来比较输入的两个相同数据类型的参数的大小，class也可以被typename代替，

//T可以被任何字母或者数字代替。

template <class T>

T min(T x,T y)

{ return(x<y)?x:y;}

void main( )

{

     int n1=2,n2=10;

     double d1=1.5,d2=5.6;

     cout<< "较小整数:"<<min(n1,n2)<<endl;

     cout<< "较小实数:"<<min(d1,d2)<<endl;

     system("PAUSE");

}

程序运行结果：　

 

程序分析：main()函数中定义了两个整型变量n1 , n2 两个双精度类型变量d1 , d2然后调用min( n1, n2); 即实例化函数模板T min(T x, T y)其中Ｔ为int型，求出n1,n2中的最小值．同理调用min(d1,d2)时，求出d1,d2中的最小值．

3. 类模板的写法

定义一个类模板：

Template < class或者也可以用typename T >
class类名｛
／／类定义．．．．．．
｝；

说明：其中，template是声明各模板的关键字，表示声明一个模板，模板参数可以是一个，也可以是多个。

例如：定义一个类模板：

// ClassTemplate.h
#ifndef ClassTemplate_HH

#define ClassTemplate_HH

template<typename T1,typename T2>

class myClass{

private:

     T1 I;

     T2 J;

public:

     myClass(T1 a, T2 b);//Constructor

     void show();

};

//这是构造函数

//注意这些格式

template <typename T1,typename T2>

myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}

//这是void show();

template <typename T1,typename T2>

void myClass<T1,T2>::show()

{

     cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;

}

  类模板与模板类

1.类模板与模板类的概念

⑴ 什么是类模板 一个类模板（也称为类属类或类生成类）允许用户为类定义一种模式，使得类中的某些数据成员、默写成员函数的参数、某些成员函数的返回值，能够取任意类型（包括系统预定义的和用户自定义的）。

  如果一个类中数据成员的数据类型不能确定，或者是某个成员函数的参数或返回值的类型不能确定，就必须将此类声明为模板，它的存在不是代表一个具体的、实际的类，而是代表着一类类。

⑵ 类模板定义 定义一个类模板，一般有两方面的内容：

A.       首先要定义类，其格式为：

template <class T>

class foo

{

……

}

foo 为类名，在类定义体中，如采用通用数据类型的成员，函数参数的前面需加上T，其中通用类型T可以作为普通成员变量的类型，还可以作为const和static成员变量以及成员函数的参数和返回类型之用。例如：

template<class T>

class Test{

private:

    T n;

    const T i;

    static T cnt;

public:

    Test():i(0){}

    Test(T k);

    ~Test(){}

    void print();

    T operator+(T x);

};

B.       在类定义体外定义成员函数时，若此成员函数中有模板参数存在，则除了需要和一般类的体外定义成员函数一样的定义外，还需在函数体外进行模板声明

例如

template<class T>

void Test<T>::print(){

    std::cout<<"n="<<n<<std::endl;

    std::cout<<"i="<<i<<std::endl;

    std::cout<<"cnt="<<cnt<<std::endl;

 

}

如果函数是以通用类型为返回类型，则要在函数名前的类名后缀上"<T>"。例如：

template<class T>

Test<T>::Test(T k):i(k){n=k;cnt++;}

template<class T>

T Test<T>::operator+(T x){

               return n + x;

               }

C.       在类定义体外初始化const成员和static成员变量的做法和普通类体外初始化const成员和static成员变量的做法基本上是一样的，唯一的区别是需在对模板进行声明，例如

template<class T>

int Test<T>::cnt=0;

template<class T>

Test<T>::Test(T k):i(k){n=k;cnt++;}

⑶ 类模板的使用 类模板的使用实际上是将类模板实例化成一个具体的类，它的格式为：类名<实际的类型>。

  模板类是类模板实例化后的一个产物。说个形象点的例子吧。我把类模板比作一个做饼干同的模子，而模板类就是用这个模子做出来的饼干，至于这个饼干是什么味道的就要看你自己在实例化时用的是什么材料了，你可以做巧克力饼干，也可以做豆沙饼干，这些饼干的除了材料不一样外，其他的东西都是一样的了。

2.类模板的派生

  可以从类模板派生出新的类，既可以派生类模板，也可以派生非模板类。派生方法：

⑴ 从类模板派生类模板可以从类模板派生出新的类模板，它的派生格式如下例所示：

template <class T>

class base

{

……

};

 

template <class T>

class derive:public base<T>

{

……

};

与一般的类派生定义相似，只是在指出它的基类时要缀上模板参数，即base<T>。

⑵ 从类模板派生非模板类  可以从类模板派生出非模板类，在派生中，作为非模板类的基类，必须是类模板实例化后的模板类，并且在定义派生类前不需要模板声明语句：template<class>。例如：

template <class T>

class base

{

……

};

 

class derive:public base<int>

{

……

};

在定义derive类时，base已实例化成了int型的模板类。