C++模板编程入门_C++函数模板与类模板的语法解析

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模板通过泛化实现代码复用,编译时实例化为具体类型。1. 函数模板定义通用逻辑,如 template T max(T a, T b),调用时自动推导类型或显式指定;2. 类模板构建类型无关结构,如 template class Box,使用时需明确类型,如 Box;3. 模板支持非类型参数,如 template 用于固定大小数组,N 必须是编译期常量。掌握模板关键在于理解“一次定义、多类型使用”的机制,并注意类外定义成员函数时需重复模板声明。

C++模板编程入门_C++函数模板与类模板的语法解析

想让一段代码适用于多种数据类型,又不想重复写好几遍?c++ 的模板就是为解决这个问题而生的。它让你写出通用的函数和类,编译器会在需要的时候自动为你生成对应类型的版本。掌握模板,是迈向高效、灵活 C++ 编程的关键一步。

函数模板:一次定义,多类型使用

函数模板允许你定义一个通用的函数框架,具体的参数类型由调用时传入的实际参数决定。核心关键字是 templatetypename(或 class,两者在此处等价)。

语法结构如下:

template
返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数体,使用 T 作为类型占位符
}

例如,实现一个通用的比较两个值大小的函数:

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template
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

// 使用示例
int i = max(3, 5); // 编译器推导 T 为 int
double d = max(3.14, 2.71); // 编译器推导 T 为 double

注意,调用时传入的参数类型必须一致,或者能够隐式转换为同一类型,否则编译会出错。你也可以显式指定类型:max<int>(3, 5)</int>

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类模板:构建类型无关的数据结构

类模板用于创建通用的类,比如标准库中的 vectorlist。它们能存储任意类型的元素。定义类模板同样使用 template 关键字。

template
class 类名 {
private:
    T 成员变量; // 使用 T 作为成员变量类型
public:
    类名(T value);
    void setValue(T value);
    T getValue() const;
};

// 成员函数在类外定义时,必须再次声明 template
template
类名::类名(T value) : 成员变量(value) {}

template
void 类名::setValue(T value) {
    成员变量 = value;
}

使用类模板时,必须在类名后用尖括号指定具体类型:

类名 obj1(10); // 创建存储 int 的对象
类名<:string> obj2(“hello”); // 创建存储 String 的对象

模板参数的灵活性

模板不仅能接受类型参数,还能接受非类型参数,比如整型常量。这在定义固定大小的容器时非常有用。

template
class Array {
private:
    T data[N]; // N 是编译期常量
public:
    void set(int index, T value) {
        if (index >= 0 && index     }
};
Array arr; // 创建一个包含 10 个 double 元素的数组

这里 N 必须在编译时就能确定,比如字面量、const 常量或枚举值。

基本上就这些。模板的核心在于“泛化”和“实例化”。你提供一个蓝图,编译器根据你的使用场景填充具体类型,生成真正的代码。理解这一点,再结合实际练习,很快就能上手了。不复杂但容易忽略的是细节,比如类外定义成员函数时的模板声明,别忘了写。

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