模板是泛型编程,其中涉及编写代码的方式,是独立于任何特定类型的基础。
模板是蓝图或公式,用于创建一个通用类或函数。库的容器,如迭代器和算法是泛型编程的例子,使用模板的概念已经被开发出来。
在各自的容器中,如向量单一定义,但我们可以定义许多不同类型的向量,例如,vector <int> 或 vector <string>。
可以使用模板,以及定义的功能类,让我们看它们的工作是如何做的:
函数模板:
模板函数定义的一般形式如下所示:
template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // body of function }
在这里,类型是使用函数的数据类型的占位符名称。这个名称可以在函数定义中使用。
下面是一个函数模板,返回两个值的最大值的例子:
#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; }
如果我们编译并运行上面的代码,这会产生以下结果:
Max(i, j): 39 Max(f1, f2): 20.7 Max(s1, s2): World
类模板:
就像我们可以定义函数模板,我们也可以定义类模板。一个泛型类声明的一般形式如下:
template <class type> class class-name { . . . }
在这里,类型是占位符类型名,当一个类实例化,将被指定。可以通过使用一个逗号分隔的列表定义多个通用数据类型。
以下是定义类堆栈<>和实现的通用方法,从堆栈中以推进和弹出元素的例子:
#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; } }
如果我们编译并运行上面的代码,这会产生以下结果:
7 hello Exception: Stack<>::pop(): empty stack