模板是C++泛型编程核心,支持类型无关代码。①模板函数用template<typename T>定义,如max(T a, T b);②模板类定义通用类结构,如MyArray<T>;③非类型参数支持值参数,如template<typename T, int N>;④模板特化可针对特定类型定制行为,如max<bool>。模板需在头文件中定义以供编译时实例化,掌握其机制是使用STL和编写复用代码的基础。

在C++中,模板是实现泛型编程的核心工具,它允许我们编写与数据类型无关的通用代码。模板分为模板类和模板函数两种形式,下面分别介绍它们的基本写法和使用方式。
模板函数的写法
模板函数用于定义一个可以处理多种类型的函数。使用template关键字声明模板参数,通常配合typename或class关键字(两者在此等价)。
基本语法如下:
template <typename T><br/>
T max(T a, T b) {<br/>
return a > b ? a : b;<br/>
}
说明:
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-
typename T表示T是一个待定的类型,在调用时由编译器自动推导。 - 也可以使用多个模板参数,例如:
template <typename T, typename U>。 - 调用时可以直接写
max(3, 5),编译器会推导出T为int;也可以显式指定:max<double>(3.14, 2.71)。
模板类的写法
模板类用于定义一个通用的类结构,其成员变量、成员函数都可以使用模板参数类型。
基本语法示例:
template <typename T><br/>
class MyArray {<br/>
private:<br/>
T* data;<br/>
int size;<br/>
public:<br/>
MyArray(int s) : size(s) {<br/>
data = new T[size];<br/>
}<br/>
~MyArray() {<br/>
delete[] data;<br/>
}<br/>
T& operator[](int index) {<br/>
return data[index];<br/>
}<br/>
};
使用方式:
-
MyArray<int> arr(10);创建一个能存10个int的数组对象。 -
MyArray<std::string> strArr(5);存储字符串。
注意:模板类的定义通常要放在头文件(.h或.hpp)中,因为编译器需要在编译时看到完整定义才能实例化模板。
非类型模板参数
除了类型参数,模板还支持非类型参数,比如整数、指针等常量值。
例如固定大小的数组类:
template <typename T, int N><br/>
class FixedArray {<br/>
T data[N];<br/>
public:<br/>
T& operator[](int i) { return data[i]; }<br/>
int size() const { return N; }<br/>
};
使用:FixedArray<double, 5> fa; 定义一个长度为5的double数组。
模板特化
当需要对特定类型做特殊处理时,可以使用模板特化。
例如对bool类型的max函数进行特化:
template <><br/>
bool max<bool>(bool a, bool b) {<br/>
return a || b;<br/>
}
类模板也可以全特化或偏特化,适用于复杂场景,如容器对指针类型的优化处理。
基本上就这些。掌握模板函数和模板类的写法,是深入使用STL和编写可复用C++代码的基础。关键是理解类型参数的抽象表达和编译时实例化的机制。











