C++模板template用法总结

最新推荐文章于 2025-10-17 15:43:48 发布

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本文深入探讨了C++中的模板用法，包括函数模板和类模板的定义、实例化及使用，并讲解了this指针的概念及其在成员函数中的作用。此外，还介绍了静态成员和友元的相关知识。

C++模板template用法总结

https://www.jdon.com/blockchain.html

引言

模板（Template）指C++程序设计设计语言中采用类型作为参数的程序设计，支持通用程序设计。C++ 的标准库提供许多有用的函数大多结合了模板的观念，如STL以及IO Stream。

函数模板

在c++入门中，很多人会接触swap(int&, int&)这样的函数类似代码如下:

void swap(int&a , int& b) {
    int temp = a;
    a =  b;
    b = temp;
}

但是如果是要支持long,string,自定义class的swap函数,代码和上述代码差不多，只是类型不同，这个时候就是我们定义swap的函数模板,就可以复用不同类型的swap函数代码，函数模板的声明形式如下:

template <class identifier> function_declaration;
template <typename identifier> function_declaration;

swap函数模板的声明和定义代码如下:

//method.h
template<typename T> void swap(T& t1, T& t2);

#include "method.cpp"

复制代码

//method.cpp

template<typename  T> void swap(T& t1, T& t2) {
    T tmpT;
    tmpT = t1;
    t1 = t2;
    t2 = tmpT;
}

复制代码

上述是模板的声明和定义了，那模板如何实例化呢，模板的实例化是编译器做的事情，与程序员无关，那么上述模板如何使用呢，代码如下:

复制代码

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "method.h"
int main() {
    //模板方法 
    int num1 = 1, num2 = 2;
    swap<int>(num1, num2);
    printf("num1:%d, num2:%d\n", num1, num2);  
    return 0;
}

复制代码

这里使用swap函数，必须包含swap的定义，否则编译会出错，这个和一般的函数使用不一样。所以必须在method.h文件的最后一行加入#include "method.cpp"。

类模板

考虑我们写一个简单的栈的类，这个栈可以支持int类型，long类型，string类型等等，不利用类模板，我们就要写三个以上的stack类，其中代码基本一样，通过类模板，我们可以定义一个简单的栈模板，再根据需要实例化为int栈，long栈，string栈。

复制代码

//statck.h
template <class T> class Stack {
    public:
        Stack();
        ~Stack();
        void push(T t);
        T pop();
        bool isEmpty();
    private:
        T *m_pT;        
        int m_maxSize;
        int m_size;
};

#include "stack.cpp"

复制代码

//stack.cpp
template <class  T>  Stack<T>::Stack(){
   m_maxSize = 100;      
   m_size = 0;
   m_pT = new T[m_maxSize];
}
template <class T>  Stack<T>::~Stack() {
   delete [] m_pT ;
}
        
template <class T> void Stack<T>::push(T t) {
    m_size++;
    m_pT[m_size - 1] = t;
    
}
template <class T> T Stack<T>::pop() {
    T t = m_pT[m_size - 1];
    m_size--;
    return t;
}
template <class T> bool Stack<T>::isEmpty() {
    return m_size == 0;
}

复制代码

上述定义了一个类模板--栈，这个栈很简单，只是为了说明类模板如何使用而已，最多只能支持100个元素入栈，使用示例如下:

复制代码

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
int main() {
    Stack<int> intStack;
    intStack.push(1);
    intStack.push(2);
    intStack.push(3);
    
    while (!intStack.isEmpty()) {
        printf("num:%d\n", intStack.pop());
    }
    return 0;
}

复制代码

模板参数
模板可以有类型参数，也可以有常规的类型参数int，也可以有默认模板参数，例如

template<class T, T def_val> class Stack{...}

上述类模板的栈有一个限制，就是最多只能支持100个元素，我们可以使用模板参数配置这个栈的最大元素数,如果不配置，就设置默认最大值为100，代码如下:

复制代码

//statck.h
template <class T,int maxsize = 100> class Stack {
    public:
        Stack();
        ~Stack();
        void push(T t);
        T pop();
        bool isEmpty();
    private:
        T *m_pT;        
        int m_maxSize;
        int m_size;
};

#include "stack.cpp"

复制代码

//stack.cpp
template <class T,int maxsize> Stack<T, maxsize>::Stack(){
   m_maxSize = maxsize;      
   m_size = 0;
   m_pT = new T[m_maxSize];
}
template <class T,int maxsize>  Stack<T, maxsize>::~Stack() {
   delete [] m_pT ;
}
        
template <class T,int maxsize> void Stack<T, maxsize>::push(T t) {
    m_size++;
    m_pT[m_size - 1] = t;
    
}
template <class T,int maxsize> T Stack<T, maxsize>::pop() {
    T t = m_pT[m_size - 1];
    m_size--;
    return t;
}
template <class T,int maxsize> bool Stack<T, maxsize>::isEmpty() {
    return m_size == 0;
}

复制代码

使用示例如下:

复制代码

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
int main() {
    int maxsize = 1024;
    Stack<int,1024> intStack;
    for (int i = 0; i < maxsize; i++) {
        intStack.push(i);
    }
    while (!intStack.isEmpty()) {
        printf("num:%d\n", intStack.pop());
    }
    return 0;
}

C++中this指针详解（写的不错）

2018年08月14日 13:37:35 小皮球飞呀飞阅读数：428

this指针

在建立对象时，系统会为每一个对象分配独立的存储空间,也就是给每个对象中的数据成员都分配有自己独立的存储空间。如果对同一个类定义n个对象，则有n组同样大小的空间以存放对象中的数据成员。但对于成员函数来说，对象中的数据成员。一个函数的代码段在内存中只有一份。也就是说，函数的代码段在内存中只有一份。也就是说，同一个类中的不同对象在调用自己的成员函数时，一个类中的不同对象在调用自己的成员函数时，其实它们调用的是同一段函数代码。那么，其实它们调用的是同一段函数代码。

那么，当一个对象调用自己的成员函数时，如何保证成员函数中对数据成员的处理是针对自己的数据成员而不是其他对象的数据成员呢？ this指针

假设用一个类定义10个对象：编译系统并不是分别为10个对象的数据成员和成员函数分配存储单元。而是仅为每个对象的数据成员分配存储单元，10个对象的成员函数对应的是同一个函数代码段。不论成员函数在类内定义还是在类外定义，成员函数都用以上方式存储。

其实，在每一个成员函数中都包含一个特殊的指针，这个指针的名字是固定的，称为this，

它的值是当前被调用的成员函数所在的对象的起始地址。在调用成员函数时，系统隐式地将对象的起始地址传递给成员函数，使this指针得到当前对象的地址。于是在成员函数中对数据成员的引用，就按照this的指向找到对象的数据成员，实现对数据成员的操作。也就是说，成员函数中数据成员名的前面隐含有“this->” 的指向。

this指针

int Box∷tiji( ) {return (h*w*l); }

int Box∷tiji( ) {return (this->h*this->w*this->l); }

假设a是box类对象，当执行a.tiji()时，this=&a 当执行时 int Box∷tiji( ) {return (a.h*a.w*a.l); }

静态成员用于类的某成员，

在c++中，可以将关键字中可以将关键字static用于类的某成员，这样该成员就成为静态成员了。

静态成员包括：静态数据成员、静态成员函数。

静态数据成员被类的所有对象共享。

class Box

{

public:

int tiji( );