C++模板编程

C++模板编程

 

C++模板编程是一种强大的特性，它允许你编写与数据类型无关的代码，这意味着相同的代码可以用于不同类型的数据。模板可以应用于类（模板类）和函数（模板函数）。

 

模板类

 

模板类是一种泛型类，它允许你定义一个或多个类型参数，这些参数在类定义时被指定，并在类实例化时被具体化。

 

cpp

 

复制

 

template <typename T> class Stack { private: T* data; int size; int top; public: Stack(int capacity) { data = new T[capacity]; size = capacity; top = -1; } void push(const T& value) { if (top < size - 1) { data[++top] = value; } } T pop() { if (top >= 0) { return data[top--]; } throw std::out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); } };

 

模板函数

 

模板函数是泛型函数，它接受一个或多个类型参数。

 

cpp

 

复制

 

template <typename T> T max(T a, T b) { return (a > b) ? a : b; }

 

类型参数

 

类型参数通常用尖括号 <> 包围的标识符表示。在模板类或模板函数中，你可以使用类型参数来定义成员变量、成员函数的参数和返回类型。

 

模板的特化

 

为了提高性能或实现某些特定类型的特殊行为，你可以为模板类或函数提供特化版本。特化是指为特定的类型提供专门的实现。

 

cpp

 

复制

 

template <> class Stack<int> { // 对于int类型的特殊化实现 };

 

模板的实例化

 

当编译器遇到模板类或函数的实例化请求时，它会为特定的类型生成代码。这个过程称为模板实例化。

 

cpp

 

复制

 

Stack<int> intStack(10); // 实例化Stack<int>

 

模板与STL

 

C++的标准模板库（STL）广泛使用模板，提供了许多有用的数据结构和算法。例如，vector、list、map 和 set 都是模板类，它们可以存储任何类型的数据。

 

注意事项

 

模板代码通常比非模板代码更复杂，调试和性能调优可能更具挑战性。

 

模板实例化可能会导致代码膨胀，因为编译器为每个使用到的类型生成独立的代码副本。

 

模板中的类型参数必须是类类型或枚举类型。

 

模板编程是C++中一个高级和强大的特性，它允许你编写可重用的代码，适用于多种数据类型。