C++模版template的用法

引言

模板是C++支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。C++中的模板有函数模版和类模版两种形式，下面将分别介绍。

函数模版

模版格式

template <class 形参名，class 形参名，......> 返回类型 函数名(参数列表)
{
    函数体
}

其中template和class是关见字，class可以用typename 关见字代替，在这里typename 和class没区别，<>括号中的参数叫模板形参，模板形参和函数形参很相像，模板形参不能为空。一但声明了模板函数就可以用模板函数的形参名声明类中的成员变量和成员函数，即可以在该函数中使用内置类型的地方都可以使用模板形参名。模板形参需要调用该模板函数时提供的模板实参来初始化模板形参，一旦编译器确定了实际的模板实参类型就称他实例化了函数模板的一个实例。

//main.cpp
#include <iostream>
#include "method.h"
using namespace std;
int main()
{
    cout << "hello world!" << endl;
    int num1 = 1, num2 = 2;
    swap1<int>(num1, num2);
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;

    cin.clear();
    cin.sync();
    cin.get();
    return 0;
}

//method.h
template<typename T> void swap1(T& t1, T& t2);
#include "method.cpp"

//method.cpp
template<typename  T> void swap1(T& t1, T& t2) {
    T tmpT;
    tmpT = t1;
    t1 = t2;
    t2 = tmpT;
}

类模版

类模版的格式为：

template<class  形参名，class 形参名，…>   class 类名
{ ... };

类模板和函数模板都是以template开始后接模板形参列表组成，模板形参不能为空，一但声明了类模板就可以用类模板的形参名声明类中的成员变量和成员函数，即可以在类中使用内置类型的地方都可以使用模板形参名来声明。比如：

template<class T> class A{public: T a; T b; T hy(T c, T &d);};

下面给出一个用来对元素进行入栈出栈的类模版实例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>
 
using namespace std;
 
template <class T>
class Stack { 
  private: 
    vector<T> elems;     // 元素 
 
  public: 
    void push(T const&);  // 入栈
    void pop();               // 出栈
    T top() const;            // 返回栈顶元素
    bool empty() const{       // 如果为空则返回真。
        return elems.empty(); 
    } 
}; 
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) 
{ 
    // 追加传入元素的副本
    elems.push_back(elem);    
} 
 
template <class T>
void Stack<T>::pop () 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
    // 删除最后一个元素
    elems.pop_back();         
} 
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
    // 返回最后一个元素的副本 
    return elems.back();      
} 
 
int main() 
{ 
    try { 
        Stack<int>         intStack;  // int 类型的栈 
        Stack<string> stringStack;    // string 类型的栈 
 
        // 操作 int 类型的栈 
        intStack.push(7); 
        cout << intStack.top() <<endl; 
 
        // 操作 string 类型的栈 
        stringStack.push("hello"); 
        cout << stringStack.top() << std::endl; 
        stringStack.pop(); 
        stringStack.pop(); 
    } 
    catch (exception const& ex) { 
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
        return -1;
    } 
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack

注意： 模板的声明或定义只能在全局，命名空间或类范围内进行。即不能在局部范围，函数内进行，比如不能在main函数中声明或定义一个模板。

参考资料

1. http://www.runoob.com/cplusplus/cpp-templates.html
2. https://blog.youkuaiyun.com/qq_35637562/article/details/55194097
3. http://www.runoob.com/w3cnote/c-templates-detail.html