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C++模板初识

news 来源：原创 2025/5/13 20:45:37

文章目录

- 一、函数模板
- - 1. 函数模板
  - 2. 函数模板、模板的特例化、非模板函数的重载关系
  - 3. 外部调用
  - 4. 模板的非类型参数
  - 5. 代码示例
- 二、类模板

一、函数模板

1. 函数模板

模板函数：在函数调用点，编译器用用户指定的类型，从原模板实例化一份函数代码出来。
模板的实参推演 => 可以根据用户传入的实参的类型，来推导出模板类型参数的具体类型。
函数模板是不进行编译的，因为类型还不知道；
模板的实例化 - 函数调用点进行实例化模板函数才是要被编译器所编译的。

2. 函数模板、模板的特例化、非模板函数的重载关系

不属于重载关系，属于共存关系

3. 外部调用

模板代码是不能在一个文件中定义的。在另外一个文件中使用的模板代码调用之前，一定要看到模板定义的地方，这样的话，模板才能够进行正常的实例化，产生能够被编译器编译的代码。

	// 告诉编译器，进行指定类型的模板实例化template bool compare<int>(int, int);template bool compare<double>(double, double);

所以，模板代码都是放在头文件当中的，然后在源文件当中直接进行#include包含。

4. 模板的非类型参数

必须是整数类型（整数或地址/引用都可以），都是常量，只能使用，而不能修改。

	template<typename T int SIZE>void sort(T *arr) {for(int i = 0; i < SIZE - 1; ++i)for(int j = 0; j < SIZE - 1 - i; ++j)if(arr[j] > arr[j + 1]) {int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}int arr[] = { 12, 5, 7, 89, 32, 21, 35 };const int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);sort<int, size>(arr);

5. 代码示例

#include <iostream>
using namespace std;// 函数模板 
template<typename T> // 定义一个模板参数列表
bool compare(T a, T b) {cout << "template compare" << endl;return a > b;
}// 模板特例化 - 针对compare函数模板，提供const char*类型的特例化版本
template<>
bool compare<const char*>(const char* a, const char* b) {cout << "compare<const char*>" << endl; return strcmp(a, b) > 0;
}// 非模板函数 - 普通函数
bool compare(const char* a, const char* b) {cout << "normal compare" << endl;return strcmp(a, b) > 0;
}int main() {compare<int>(10, 20);compare(100, 20);compare("100", "20");compare<const char*>("100", "20");return 0;
}

输出结果：

template compare
template compare
normal compare
compare<const char*>

二、类模板

#include <iostream>
using namespace std;// 类模板 -> 实例化 -> 模板类
template<typename T>
class SeqStack { // 模板名称 + 类型参数列表 = 类名称
public:// 构造和析构函数名不用加<T>，其它出现模板的地方都加上类型参数列表SeqStack(int size = 10): _pstack(new T[size]), _top(0), _size(size){}~SeqStack() {delete[]_pstack;_pstack = nullptr;}SeqStack(const SeqStack<T>& stack): _top(stack._top), _size(stack._size){_pstack = new T[_size];// 不要用memory进行拷贝for (int i = 0; i < _top; ++i) {_pstack[i] = stack._pstack[i];}}SeqStack<T>& operator=(const SeqStack<T>& stack) {if (this == &stack) {return *this;}delete[]_pstack;_top = stack._top;_size = stack._size;_pstack = new T[_size];// 不要用memory进行拷贝for (int i = 0; i < _top; ++i) {_pstack[i] = stack._pstack[i];}return *this;}//void push(const T& val) { // 类外实现//	if (full())//		expand();//	_pstack[_top++] = val;//}void push(const T& val); void pop() {if (empty())return;--_top;}T top() const {if (empty())throw "stack is empty!"; // 抛异常也代表函数逻辑结束return _pstack[_top - 1]; }bool full() const { return _top == _size; }bool empty() const { return _top == 0; }
private:T *_pstack;int _top;int _size;// 顺序栈底层数组按2倍的方式扩容void expand() {T* ptmp = new T[_size * 2];for (int i = 0; i < _top; ++i) {ptmp[i] = _pstack[i];}delete[]_pstack;_pstack = ptmp;_size *= 2;}
};template<typename T>
void SeqStack<T>::push(const T& val) {if (full())expand();_pstack[_top++] = val;
}int main() {// 类模板的选择性实例化：只有调用到的类模板的函数才会实例化SeqStack<int> s1;s1.push(20);s1.push(30);s1.push(40);s1.push(50);s1.push(60);s1.pop();cout << s1.top() << endl; // 50// 类型参数如有默认值template<typename T=int>//SeqStack<> s2;return 0;
}

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