C++之模板

C++程序是由函数和类组成的，座椅模板也分为类模板和函数模板。模板就是把功能相似、仅数据类型不同的函数或类设计为通用的函数模板或类模板，提供给用户。

模板是“泛型编程”的基础，所谓泛型编程就是用独立于任何特定类型的方式编写代码。所以简单地说，类是对象的抽象，而模板又是类的抽象，用模板能定义出具体类。

模板的语法：

函数模板的一般定义形式为：

Template<class或typename T>返回类型  函数名（函数形参表）

{

      //函数定义体

}

模板定义以关键字template开始，后接模板形参表（template parameter list），模板形参表是用尖括号括住的一个或多个模板形参（template paramete）的列表。形参由关键字class或typename及其后面的表示符构成，形参之间以逗号进行隔开。

模板形参表不能为空。模板形参分为以下两种：

（1）模板类型参数，代表一种类型；

（2）模板非类型参数，代表一个常量表达式。

注：模板非类型参数的类型必须是：①整型或枚举；②指针类型（普通对象的指针、函数指针、成员指针）；③引用类型（指向对象或者指向函数的引用）。

例：对前面的max（）函数可以用模板定义如下：

template<typenameT>T Max(T a, T b)//比较两个任一类型的参数，返回较大者

{

returna > b ? a : b;

}

类模板与函数模板类似，使得一个类可以有基于通用类型的成员，而不需要在类生成的时候定义具体的数据类型。类模板的一般定义形式如下：

Template<classT>

Class类名

{

    //类定义

};

其中，template是申明各模板的关键字，表示声明一个模板。模板参数可以是一个，也可以是多个，但应该是抽象化的结果，而不应该是具体的（例如int和float等）类型。如成员函数的参数或返回类型，且前面加上形参类型。

例：定义一个模板，用来存储两个任意类型的元素

template<classT>

class pair

{

Tvalue1, value2;

public:

pair(Tfirst, T second)

{

value1= first;

walue2=second;

}

};

函数模板

定义一个函数模板，比较两个相同数据类型的参数的大小

#include"iostream"

using namespace std;

 

template <classT>  T Max(T x, T y)

{

returnx > y ? x : y;

}

void main()

{

intn1 = 5, n2 = 6;

doublen3 = 1.23, n4 = 2.356;

cout<< Max(n1, n2) << endl;

cout<< Max(n3, n4) << endl;

}

输出结果如下：

6

2.356

请按任意键继续. . .

类模板

与函数模板不同，函数模板的实例化是由编译程序在处理函数调用时自动完成的，而类模板的实例化则必须是有程序员中显式的指定。实例化的一般形式是：

类名<数据类型数据，数据类型数据···>对象名

例：接收两个不同类型的变量并显示。

#include"iostream"

using namespace std;

 

template <classT1,class T2>

class myClass

{

private:

T1a;

T2b;

public:

myClass(T1x, T2 y)

{

a= x;

b= y;

}

voidshow()

{

cout<<"a="<< a << "  "<<"b=" << b<< endl;

}

};

 

void main()

{

myClass<double,double>obj1(1.2,1.5);

obj1.show();

myClass<int,int>obj2(1, 5);

obj2.show();

}

输出结果如下：

a=1.2  b=1.5

a=1  b=5

请按任意键继续. . .

模板的编译模型

标准C++为编译模板代码定义了两种模型：包含编译模型和分离编译模型。在这两种模型中，构造程序的方式基本相同，类定义和函数声明都放在头文件中，而汗水定义和成员定义则放在源文件安装。不同之处在于编译器怎样使用来自原文件的定义。

包含编译模型

例：对函数模板中的例子进行改写

在头文件max.h中进行函数模板的声明，代码如下：

#ifndef MAX_H

#define MAX_H

template<typename Type> Type max(Type x, Type b);

#include"max.cpp"

#endif

对应的包含模板定义的源文件为max.cpp，代码如下：

template <classType>

Type  max(Type x, Type  y)

{

returnx > y ? x : y;

}

主源文件的代码如下：

#include"iostream"

#include"max.h"

using namespace std;

 

void main()

{

intn1 = 5, n2 = 6;

doublen3 = 1.23, n4 = 2.356;

cout<< max(n1, n2) << endl;

cout<< max(n3, n4) << endl;

}

输出结果如下：

6

2.356

请按任意键继续. . .

分离编译模型

分离编译模型中，编译器会为我们跟踪相关的模板定义，可以通过export关键字来实现。关键字export高速变一器在生成别其他文件使用的函数模板实例时，可能需要这个模板定义。编译器必须保证在生成这些实例时该模板定义是可见的。可以通过在模板定义中的关键字tempalte之前加上关键字export来声明一个可导出的函数模板。当函数模板被导出时，我们就可以子啊任意一个程序文本文件中使用模板的实例，而我们所需要做的就是在使用之前声明该模板。如果省略了模板定义中的关键字export，编译器就可能不能实例化函数模板的实例，也就不能正确链接程序。