使用函数模板和类模板以及模板的优点

冷艳美羊羊必上岸

于 2024-11-10 00:38:07 发布

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文章标签： c++ 开发语言

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1)如何使用函数模板和类模板？

函数模版通过在函数声明前加上模版参数列表来定义，调用时编译器根据实参类型自动推导模版参

数。类模板在定义类时使用模版参数列表，创建对象时指定具体的模版参数类型。

1.函数模版的使用

定义函数模版

template <typename T> // 或者template <class T>，这里T是模板参数
T myFunction(T a, T b) {
    return a + b;
}

这里template 是模板参数列表的开头部分，typename（也可以用class，它们在这种情况下是等价

的）关键字表示T是一个模板参数，它可以代表任何类型。myFunction函数是一个函数模板，它接

受两个相同类型T的参数a和b，并返回它们的和。

调用函数模板

隐式推导类型调用：编译器可以根据传入的实参类型自动推导模板参数T的类型。例如：

int main() {
    int num1 = 5;
    int num2 = 3;
    int result1 = myFunction(num1, num2); // 编译器自动推导T为int
    return 0;
}

在这个例子中，当我们调用myFunction(num1, num2)时，编译器看到传入的实参num1和num2是

int类型，所以自动将模板参数T推导为int，并生成一个对应的函数版本，就好像我们定义了一个普

通的int myFunction(int a, int b)函数一样。

显式指定类型调用：也可以显式地指定模板参数的类型，这种方式在某些复杂的情况下或者需要强

制指定类型时很有用。例如：

int main() {
    double num3 = 2.5;
    double num4 = 3.5;
    int result2 = myFunction<double>(num3, num4); // 显式指定T为double，但返回值强制转换为int
    return 0;
}

这里myFunction(num3, num4)显式地告诉编译器将模板参数T指定为double。不过要注意，在这个

例子中，函数的返回值是double类型相加的结果，但是我们将它赋值给了一个int类型的变量

result2，会发生隐式类型转换。

2.类模版的使用

定义类模版

template <typename T>
class MyClass {
public:
    MyClass(T data) : m_data(data) {}
    T getData() const { return m_data; }
private:
    T m_data;
};

这里template 定义了类模板，MyClass是一个类模板，它有一个成员变量m_data和一个成员函数

getData。成员变量和成员函数都依赖于模板参数T，这意味着它们的类型会根据T的具体类型而变

化。

使用类模板创建对象

指定模板参数类型创建对象：在创建类模板对象时，需要指定模板参数的类型。例如：

int main() {
    MyClass<int> myObj1(5); // 指定T为int
    int data1 = myObj1.getData();
    MyClass<double> myObj2(3.14); // 指定T为double
    double data2 = myObj2.getData();
    return 0;
}

在这个例子中，MyClass myObj1(5)创建了一个MyClass类模板的对象myObj1，并显式地指定模板

参数T为int。类似地，MyClass myObj2(3.14)创建了一个T为double的对象myObj2。这样，

myObj1中的成员变量m_data是int类型，myObj2中的m_data是double类型，它们的getData函数返

回值类型也相应地不同。

2)模板的优点是什么？

提高代码的可重复性，减少代码重复，类型安全，增强程序的灵活性和扩展性

1.代码复用性高，减少了代码重复

模板允许编写通用的代码，可以处理多种不同类型的数据，而不需要为每种数据类型都编写重

复的代码。例如，前面定义的add函数模板可以用于整数、浮点数、甚至自定义的类（只要该

类定义了加法运算符）。这大大减少了代码量，提高了代码的复用性。对于类模板也是如此，

像Array类模板可以用于创建不同类型和大小的数组，避免了为每种类型和大小的数组都编写

一个独立的类。