C++ 模板(template)

        C++中提供了模板(template)机制，方便程序员对代码进行复用。例如C++中，你定义一个函数printArray，传入一个数组，然后将数组中的元素输出。虽然你可以用函数重载，但是每一种情况你都要编写一个函数，造成代码的冗余；模板机制只需要你编写一个函数，就可以实现对所有基本类型的数组元素进行输出，使得程序更为精简、美观。

        模板函数模板和类模板：

        函数模板使程序员能够用单段代码指定相关（重载）函数的全部范围，称为函数模板特殊化；

        类模板使程序员能够用单段代码指定相关类的全部范围，称为类模板特殊化。

一、函数模板

        所有的函数模板定义都从关键字template开始，后面接它的模板参数表，列表位于一对尖括号（< 和 >）中。表示类型的每个模板参数，其前面必须带有关键字class或者typename（二者可互换），如：

	template <typename T>
或	template <class T>
或	template <typename T1,typename T2>

注意：typename和class，实际上是表示“任何内置类型或用户自定义类型”。
        模板参数的名称只能在模板头的模板参数表中声明一次，但可以在函数头和函数体中反复使用。不同函数模板中的模板参数名称，并不是要求是唯一的。
        函数模板举例：

// testTemplate.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
template <typename T>
void printArray(const T * const array,int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
        cout << array[i] <<" ";
    cout << endl;
}
int main()
{
    const int COUNT_A = 4;
    const int COUNT_B = 5;
    const int COUNT_C = 6;
    int a[COUNT_A] = {2,3,4,5};
    float b[COUNT_B] = {1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6};
    char c[COUNT_C] = "TOVEY";
    printArray(a, COUNT_A);
    printArray(b, COUNT_B);
    printArray(c, COUNT_C);
    return 0;
}

程序输出结果：

二、类模板

        类模板的定义和函数模板差不多，格式与传统的类格式相近，需要在前面使用模板头，格式为：(假设定义一个Array类)

template <typename T>
class Array
{
	…
};

其中指定了一个使用类型参数T的类模板定义，T充当要创建的Array类的类型占位符。在Array类的头文件和成员函数定义中，Array中的元素类型被一般化地用T表示。
类模板的成员函数定义就是函数模板。

        类模板举例：   

// Array.h
#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
template <typename T>
class Array 
{
public:
	Array(int = 10);
	~Array()
	{
		delete [] arrayPtr;
	}
	
	bool setElement(const T &, int);
	bool printElement(int);
	
	bool printArray();
	
private:
	int size;
	T *arrayPtr;
};
template <typename T>
Array< T >::Array(int s)
{
	size = s > 0 ? s : 10;
	arrayPtr = new T[size];
}
template <typename T>
bool Array< T >::setElement(const T & value,int n)
{
	if ( n < size)
	{
		arrayPtr[ n ] = value;
		return true;
	}
	
	return false;
}
template <typename T>
bool Array< T >::printElement(int n)
{
	if ( n < size)
	{
		cout << arrayPtr[n];
		return true;
	}
	
	return false;
}
template <typename T>
bool Array< T >::printArray()
{
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		printElement(i);
		cout << " ";
	}
	cout << endl;
}
#endif

// main.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#include "Array.h"
template <typename T>
void testArray(
	Array<T> &theArray,
	T value,
	T increment,
	const string arrayName)
{
	int i = 0;
	
	while(theArray.setElement(value, i))
	{
		value += increment;	
		i ++;
	}
	
	cout << "\nOutput the elements of " << arrayName << " :\n\t";
	theArray.printArray();
}

int main()
{
	Array< int > intArray(5);
	Array< double > doubleArray(7);
	
	testArray(intArray, 1, 2, "intArray");
	testArray(doubleArray, 7.7, -1.1, "doubleArray");
	return 0;
}

程序运行结果：