C++模板
模板是泛型編程,其中涉及編寫代碼的方式,是獨立於任何特定類型的基礎。
模板是藍圖或公式,用於創建一個通用類或函數。庫的容器,如迭代器和算法是泛型編程的例子,使用模板的概念已經被開發出來。
在各自的容器中,如向量單一定義,但我們可以定義許多不同類型的向量,例如,vector <int> 或 vector <string>。
可以使用模板,以及定義的功能類,讓我們看它們的工作是如何做的:
函數模板:
模板函數定義的一般形式如下所示:
template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // body of function }
在這裡,類型是使用函數的數據類型的占位符名稱。這個名稱可以在函數定義中使用。
下麵是一個函數模板,返回兩個值的最大值的例子:
#include <iostream> #include <string> using namespace std; template <typename T> inline T const& Max (T const& a, T const& b) { return a < b ? b:a; } int main () { int i = 39; int j = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; }
如果我們編譯並運行上麵的代碼,這會產生以下結果:
Max(i, j): 39 Max(f1, f2): 20.7 Max(s1, s2): World
類模板:
就像我們可以定義函數模板,我們也可以定義類模板。一個泛型類聲明的一般形式如下:
template <class type> class class-name { . . . }
在這裡,類型是占位符類型名,當一個類實例化,將被指定。可以通過使用一個逗號分隔的列表定義多個通用數據類型。
以下是定義類堆棧<>和實現的通用方法,從堆棧中以推進和彈出元素的例子:
#include <iostream> #include <vector> #include <cstdlib> #include <string> #include <stdexcept> using namespace std; template <class T> class Stack { private: vector<T> elems; // elements public: void push(T const&); // push element void pop(); // pop element T top() const; // return top element bool empty() const{ // return true if empty. return elems.empty(); } }; template <class T> void Stack<T>::push (T const& elem) { // append copy of passed element elems.push_back(elem); } template <class T> void Stack<T>::pop () { if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); } // remove last element elems.pop_back(); } template <class T> T Stack<T>::top () const { if (elems.empty()) { throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); } // return copy of last element return elems.back(); } int main() { try { Stack<int> intStack; // stack of ints Stack<string> stringStack; // stack of strings // manipulate int stack intStack.push(7); cout << intStack.top() <<endl; // manipulate string stack stringStack.push("hello"); cout << stringStack.top() << std::endl; stringStack.pop(); stringStack.pop(); } catch (exception const& ex) { cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; return -1; } }
如果我們編譯並運行上麵的代碼,這會產生以下結果:
7 hello Exception: Stack<>::pop(): empty stack