C++模板template用法 C++模板|C++

本文概述

功能模板
语法
类模板
语法
语法

C ++模板是添加到C ++的强大功能。它允许你定义通用类和通用函数, 从而为通用编程提供支持。泛型编程是一种技术, 其中泛型类型用作算法中的参数, 以便它们可以用于多种数据类型。
模板可以两种方式表示：

功能模板
类模板

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功能模板：
我们可以为函数定义模板。例如, 如果我们具有add()函数, 则可以创建add函数的版本以添加int, float或double类型的值。
类模板：
我们可以为一个类定义一个模板。例如, 可以为数组类创建一个类模板, 该模板可以接受各种类型的数组, 例如int数组, float数组或double数组。
功能模板

泛型函数使用函数模板的概念。泛型函数定义了一组可应用于各种类型的数据的操作。
函数将要操作的数据的类型取决于作为参数传递的数据的类型。
例如, 快速排序算法是使用通用函数实现的, 可以将其实现为整数数组或浮点数数组。
通过使用关键字模板创建通用函数。该模板定义了将执行的功能。

功能模板的语法

template < class Ttype> ret_type func_name(parameter_list) { // body of function. }

其中Ttype：它是函数使用的数据类型的占位符名称。在函数定义中使用它。只是一个占位符, 编译器会自动将其替换为实际的数据类型。
class：class关键字用于在模板声明中指定泛型类型。
让我们看一个简单的函数模板示例：

#include < iostream> using namespace std; template< class T> T add(T & a, T & b) { T result = a+b; return result; } int main() { int i =2; int j =3; float m = 2.3; float n = 1.2; cout< < "Addition of i and j is :"< < add(i, j); cout< < '\n'; cout< < "Addition of m and n is :"< < add(m, n); return 0; }

输出：

Addition of i and j is :5 Addition of m and n is :3.5

在上面的示例中, 我们创建了可以对任何类型执行加法运算的函数模板, 可以是整数, 浮点数或双精度数。
具有多个参数的功能模板
通过使用逗号分隔列表, 我们可以在模板函数中使用多个泛型类型。
语法

template< class T1, class T2, .....> return_type function_name (arguments of type T1, T2....) { // body of function. }

在以上语法中, 我们已经看到模板函数可以接受任意数量的不同类型的参数。
让我们看一个简单的例子：

#include < iostream> using namespace std; template< class X, class Y> void fun(X a, Y b) { std::cout < < "Value of a is : " < < a< < std::endl; std::cout < < "Value of b is : " < < b< < std::endl; }int main() { fun(15, 12.3); return 0; }

输出：

Value of a is : 15 Value of b is : 12.3

在上面的示例中, 我们在模板函数中使用了两种通用类型, 即X和Y。
重载功能模板
我们可以重载通用函数, 这意味着重载的模板函数在参数列表中可以有所不同。
让我们通过一个简单的例子来理解这一点：

#include < iostream> using namespace std; template< class X> void fun(X a) { std::cout < < "Value of a is : " < < a< < std::endl; } template< class X, class Y> void fun(X b , Y c) { std::cout < < "Value of b is : " < < b< < std::endl; std::cout < < "Value of c is : " < < c< < std::endl; } int main() { fun(10); fun(20, 30.5); return 0; }

输出：

Value of a is : 10 Value of b is : 20 Value of c is : 30.5

在上面的示例中, fun()函数的模板已重载。
通用功能的限制
通用函数对函数的所有版本执行相同的操作, 但数据类型不同。让我们看一个重载函数的简单示例, 因为这两个函数具有不同的功能, 所以不能用通用函数代替。
让我们通过一个简单的例子来理解这一点：

#include < iostream> using namespace std; void fun(double a) { cout< < "value of a is : "< < a< < '\n'; }void fun(int b) { if(b%2==0) { cout< < "Number is even"; } else { cout< < "Number is odd"; }}int main() { fun(4.6); fun(6); return 0; }

输出：

value of a is : 4.6 Number is even

在上面的示例中, 我们重载了普通函数。我们不能重载通用函数, 因为这两个函数具有不同的功能。第一个显示数值, 第二个显示数值是否为偶数。
类模板类模板也可以类似于功能模板来定义。当类使用模板的概念时, 该类称为通用类。
句法

template< class Ttype> class class_name { . . }

Ttype是一个占位符名称, 它将在实例化该类时确定。我们可以使用逗号分隔的列表定义多个通用数据类型。 Ttype可以在类主体内部使用。
现在, 我们创建一个类的实例

class_name< type> ob;

其中class_name：它是类的名称。
type：它是该类正在操作的数据的类型。
ob：这是对象的名称。
让我们看一个简单的例子：

#include < iostream> using namespace std; template< class T> class A { public: T num1 = 5; T num2 = 6; void add() { std::cout < < "Addition of num1 and num2 : " < < num1+num2< < std::endl; }}; int main() { A< int> d; d.add(); return 0; }

输出：

Addition of num1 and num2 : 11

在上面的示例中, 我们为类A创建了一个模板。在main()方法内部, 我们创建了名为’ d’ 的类A的实例。
具有多个参数的类模板
我们可以在类模板中使用多个通用数据类型, 并且每种通用数据类型都用逗号分隔。
语法

template< class T1, class T2, ......> class class_name { // Body of the class. }

让我们看一个简单的示例, 当类模板包含两种通用数据类型时。

#include < iostream> using namespace std; template< class T1, class T2> class A { T1 a; T2 b; public: A(T1 x, T2 y) { a = x; b = y; } void display() { std::cout < < "Values of a and b are : " < < a< < " , "< < b< < std::endl; } }; int main() { A< int, float> d(5, 6.5); d.display(); return 0; }

输出：

Values of a and b are : 5, 6.5

非类型模板参数
模板可以包含多个参数, 我们还可以使用非类型参数, 除了T型参数之外, 我们还可以使用其他类型的参数, 例如字符串, 函数名称, 常量表达式和内置类型。让我们看下面的例子：

template< class T, int size> class array { T arr[size]; // automatic array initialization. };

在上述情况下, 非类型模板参数为size, 因此, 模板提供数组的大小作为参数。
在创建类的对象时指定参数：

array< int, 15> t1; // array of 15 integers. array< float, 10> t2; // array of 10 floats. array< char, 4> t3; // array of 4 chars.

让我们看一个简单的非类型模板参数示例。

#include < iostream> using namespace std; template< class T, int size> class A { public: T arr[size]; void insert() { int i =1; for (int j=0; j< size; j++) { arr[j] = i; i++; } }void display() { for(int i=0; i< size; i++) { std::cout < < arr[i] < < " "; } } }; int main() { A< int, 10> t1; t1.insert(); t1.display(); return 0; }

输出：