目录

c++模板

一、什么是c++的模板

二、模板的概念

三、函数模板

（1）什么是函数模板

（2）函数模板的定义格式

（3）案例

（4）函数模板的实例化 

          a.实例化

          b.显式实例化

（5）函数模板的重载

（6）使用函数模板要注意的问题

四、类模板

1、定义类模板的格式

2、类与类模板的关系

3、类模板的实例化

（1）使用类模板创建对象时，必须指明具体的数据类型。

（2）当类模板有两个模板形参时，创建对象时，类型之间要用逗号分隔开。

（3）可以使用对象指针的方式来实例化

 

一、什么是c++的模板

程序设计中经常会用到一些程序实体：它们的实现和所完成的功能基本相同，不同的仅 仅是所涉及的数据类型不同。而模板正是一种专门处理不同数据类型的机制。

模板是泛型程序设计的基础（泛型generic type——通用类型之意）。

二、模板的概念

值和类型是数据的两个主要特征，它们在C++中都可以被参数化。

数据的值可以通过函数参数传递，在函数定义时数据的值是未知的，只有等到函数调用 时接收了实参才能确定其值。——这就是值的参数化。

数据的类型也可以通过参数来传递，在函数定义时可以不指明具体的数据类型，当函数 调用时，编译器根据传入的实参自动推断数据类型。——这就是类型的参数化(把类型 定义为参数)

带有类型参数的一段代码，实际上代表了一类代码，可以实现代码的复用，常用模板来 实现。

模板——是一段带有类型参数的程序代码，可以通过给这些参数提供一些类型来得到针 对不同类型的具体代码。
在C++中，能带有类型参数的代码可以是函数和类，所以模板一般分为函数模板和类模 板。

 

三、函数模板

（1）什么是函数模板

函数模板——实际上是定义一个通用函数，它所用到的数据的类型（包括返回值类 型、形参类型、局部变量类型）均被作为参数：不指定具体类型，而是用一个虚拟 的类型来代替（实际上是用一个标识符来占位）。凡是函数体相同的函数都可以用 这个模板来代替，在函数调用时根据传入的实参来逆推出真正的类型。这个通用函 数就称为函数模板。
 

（2）函数模板的定义格式

template <typename 形参名, typename 形参名...>     //模板头（模板说明）

返回值类型  函数名（参数列表）                   //函数定义

{

        函数体;

}

注意注意：

1，template是声明模板的关键字，告诉编译器开始泛型编程。

2，尖括号<>中的typename是定义形参的关键字，用来说明其后的形参名为类型 参数,（模板形参）。Typename（建议用）可以用class关键字代替，两者没有区别。

3，模板形参（类属参数）不能为空（俗成约定用一个大写英文字母表示），且在函 数定义部分的参数列表中至少出现一次。与函数形参类似，可以用在函数定义的各 个位置：返回值、形参列表和函数体。

4，函数定义部分：与普通函数定义方式相同，只是参数列表中的数据类型要使用 尖括,号<>中的模板形参名来说明。当然也可以使用一般的类型参数。
 

（3）案例

用函数模板实现多种类型数据的相加

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>//模板头，template关键字告诉编译器开始泛型编程
T add(T t1, T t2)//类型参数化为T
{
	return t1 + t2;
}
int main()
{
	cout << add(12, 34) << endl;
	cout << add(12.2,45.6) << endl;
	return 0;
}

输出结果：

46
 
57.8 

 

当调用add()函数传入int型参数12和参数34时，形参T被替换成int，得到结果 为46

当传入float型参数12.2和参数45.6时，形参T被替换成float，得到结果为57.8

避免了为int型定义一个求和函数，再为float型定义一个求和函数，实现了代码 复用。

（4）函数模板的实例化

函数模板实例化的方法有两种：

隐式实例化：根据具体的函数调用形式，推演出模板参数类型。

显式实例化：通过显式声明形式指定模板参数类型

（1）隐式实例化

根据函数调用时传入的数据类型，推演出模板形参类型。模板形参的类型是隐 式确定的。

比如上面的多种类型相加

第一次调用add()函数模板：add(12,34)，

①编译器根据传入的实参（12和34—>int型），推演出模板形参类型是int

②会将函数模板实例化出一个int类型的函数：

int add(int t1, int t2)

{

        return t1 + t2;

}

③生成int类型的函数后，再将实参12和34传入进行运算。

第二次调用add()函数模板：add(12.2, 45.6)

实参为float类型的数据，编译器先将模板实例化为如下模板函数后，再将实 参12.2和45.6传入进行运算：

float add(float t1, float t2)

{

        return t1 + t2;

}

 

（2）显式实例化

 

template 函数返回值类型 函数名<实例化的类型>(参数列表);

注意：这是声明语句，要以分号结束，<>中是显式实例的数据类型，即要实例 化出一个什么类型的函数。如：显示实例化为int，则在调用时，不是int 类 型的数据会 转换为int类型进行计算。

（5）函数模板的重载

前面学习过函数的重载。而函数模板可以用来创建一个通用功能的函数，以支持多 种不同形参，不同类型的参数调用，就产生一系列重载函数。

比如定义一个两个数相加的模板
根据传入参数不同，会实例化出不同的函数，比如

template<typename T>

T add(T t1, T t2)

{

        return t1 + t2;

}

 （6）使用函数模板要注意的问题

函数模板中的每一个类型参数在函数参数表中必须至少使用一次。例如：下 面的函数模板声明是不正确的：函数模板声明了两个参数T1与T2，但在使用 时 只使用了T1，没使用T2。

在全局域中声明的与模板参数同名的对象、函数或类型，在函数模板中将被 隐藏。例如：在函数体内访问num是访问的T类型的num，而不是全局变量num 

int num;

template <typename T>

void func(T t)

{

     T num;

}

  四、类模板 

1、定义类模板的格式

template<typename 形参名,typename 形参名…>

class 类名

{

        ………

}

注意：

说明：

（1）类模板中的关键字含义与函数模板相同。

（2）类模板中的类型参数可用在类声明和类实现中。类模板的模板形参（类型参 数）不能为空，一旦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，即在类中使用内置数据类型的地方都可以使用模板形参名来代替。

template<typename T>   //这里不能有分号。一个模板形参

class A

{

public:

        T a;   //成员变量

        T b;   //成员变量

        T func(T a, T b);  //成员函数声明

};

 2、类与类模板的关系

 由于类模板包含类型参数，因此也称为参数化类，如果说类是对象的抽象，对象是 类的实例，则类模板是类的抽象，类是类模板的实例。

3、类模板的实例化

定义了类模板后就要使用类模板创建对象以及实现类中的成员函数，这个过程其实 也是类模板实例化的过程，实例化出的具体类称为模板类。

（1）使用类模板创建对象时，必须指明具体的数据类型。
例如：用上述定义的模板类A创建对象，则在类A后面跟<>，并在里面表明相应 的类型：

A<int>  a;    //类A中凡是用到模板形参的地方都会被int类型所代替

强调：与函数模板不同的是，类模板在实例化时，必须在尖括号中为模板形参显式 地指明数据类型（实参），编译器不能根据给定的数据推演出数据类型。即：不存 在将整型值10推演为int类型传递给模板形参的实参推演过程，必须要在<>中指 定int类型。
 

（2）当类模板有两个模板形参时，创建对象时，类型之间要用逗号分隔开。

（3）可以使用对象指针的方式来实例化