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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