类模板如何声明和实例化模板类开发指南-C++-PHP中文网

类模板如何声明和实例化模板类开发指南

P粉602998670

发布： 2025-08-11 15:22:02

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类模板的声明使用 template <typename t> 或 template <class t> 语法，实例化需指定具体类型如 mytemplate<int>，核心是通过泛型实现代码复用；1. 类模板声明以 template 开始，包含类型参数（typename 或 class）或非类型参数，如 template <typename t> class mytemplate { t data; }; 2. 实例化需在类名后加尖括号指定类型，如 mytemplate<int> obj(10); 3. 成员函数若在类外定义，需前置 template <typename t> 并使用作用域操作符，如 template <typename t> t mytemplate<t>::getdata() const; 4. 类模板可含默认模板参数，如 template <typename t = int>，实例化时可省略类型，如 mytemplate<> obj(5); 5. 类模板可继承自其他类模板或普通类，继承时需指定基类模板参数，如 class derived : public basetemplate<t>; 6. 类模板特化用于为特定类型提供专用实现，使用 template<> 定义，如 template<> class mytemplate<int>，当类型为 int 时调用特化版本。掌握这些概念可充分发挥类模板在泛型编程中的优势。

类模板如何声明和实例化模板类开发指南

类模板的声明使用

template <typename T>

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或

template <class T>

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这样的语法结构，实例化则需要指定具体的类型，比如

MyTemplate<int>

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。这就是最核心的概念。接下来，我们深入探讨一下。

类模板声明和实例化

类模板是一种泛型编程工具，允许你编写可以用于多种数据类型的类，而无需为每种类型编写不同的代码。

副标题1：类模板声明的基本语法是什么？

类模板的声明以关键字

template

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开始，后跟尖括号

<>

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，其中包含一个或多个模板参数。模板参数可以是类型参数（使用

typename

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或

class

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关键字），也可以是非类型参数（例如整数或指针）。

template <typename T>
class MyTemplate {
private:
    T data;
public:
    MyTemplate(T value) : data(value) {}
    T getData() const { return data; }
};

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在这个例子中，

typename T

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表示

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是一个类型参数。你可以在类中使用

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作为数据类型，就像使用

int

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或

std::string

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一样。

MyTemplate

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接受一个类型

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，并存储一个类型为

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的

data

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成员变量。

副标题2：如何实例化一个类模板？

要使用类模板，你需要实例化它，即为模板参数提供具体的类型。这通过在类名后添加尖括号

<>

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，并在其中指定类型来实现。

MyTemplate<int> intTemplate(10); // 实例化 MyTemplate，T 为 int
MyTemplate<std::string> stringTemplate("Hello"); // 实例化 MyTemplate，T 为 std::string

int intValue = intTemplate.getData(); // intValue 现在是 10
std::string stringValue = stringTemplate.getData(); // stringValue 现在是 "Hello"

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这里，

MyTemplate<int>

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创建了一个

MyTemplate

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类，其中

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被替换为

int

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。同样，

MyTemplate<std::string>

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创建了一个

MyTemplate

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类，其中

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被替换为

std::string

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。注意，实例化时必须提供所有模板参数的具体类型，除非它们有默认值。

副标题3：类模板的成员函数如何定义？

类模板的成员函数可以在类定义内部或外部定义。如果在类定义外部定义，你需要使用模板参数列表来指定函数所属的类模板。

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template <typename T>
class MyTemplate {
private:
    T data;
public:
    MyTemplate(T value); // 构造函数声明
    T getData() const;   // getData 函数声明
};

template <typename T>
MyTemplate<T>::MyTemplate(T value) : data(value) {} // 构造函数定义 (外部)

template <typename T>
T MyTemplate<T>::getData() const { return data; } // getData 函数定义 (外部)

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注意，在类外部定义成员函数时，你需要使用

template <typename T>

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和

MyTemplate<T>::

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来指定函数属于哪个类模板。

副标题4：类模板可以有默认模板参数吗？

是的，类模板可以有默认模板参数。这意味着你可以为模板参数提供默认类型，如果用户在实例化类模板时没有指定该参数，则使用默认类型。

template <typename T = int> // T 的默认类型是 int
class MyTemplate {
private:
    T data;
public:
    MyTemplate(T value) : data(value) {}
    T getData() const { return data; }
};

MyTemplate<> defaultTemplate(5); // 使用默认类型 int
MyTemplate<double> doubleTemplate(3.14); // 使用 double 类型

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在这个例子中，

MyTemplate<>

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使用了默认类型

int

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，而

MyTemplate<double>

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使用了显式指定的

double

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类型。

副标题5：类模板与继承有什么关系？

类模板可以被继承，也可以继承自其他类模板或普通类。继承类模板时，你需要指定基类的模板参数。

template <typename T>
class BaseTemplate {
public:
    T baseData;
};

template <typename T>
class DerivedTemplate : public BaseTemplate<T> { // 继承自 BaseTemplate，T 保持一致
public:
    T derivedData;
};

DerivedTemplate<int> derivedObj; // 实例化 DerivedTemplate，T 为 int
derivedObj.baseData = 10;
derivedObj.derivedData = 20;

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这里，

DerivedTemplate

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继承自

BaseTemplate<T>

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，并使用相同的模板参数

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。这意味着

DerivedTemplate<int>

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将继承

BaseTemplate<int>

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。

副标题6：类模板的特化是什么？

类模板特化允许你为特定的模板参数类型提供不同的类定义。这在某些类型需要特殊处理时非常有用。

template <typename T>
class MyTemplate { // 通用模板
public:
    void printType() { std::cout << "Generic Template" << std::endl; }
};

template <> // 特化 MyTemplate<int>
class MyTemplate<int> {
public:
    void printType() { std::cout << "Specialized Template for int" << std::endl; }
};

MyTemplate<double> genericObj;
MyTemplate<int> specializedObj;

genericObj.printType();   // 输出 "Generic Template"
specializedObj.printType(); // 输出 "Specialized Template for int"

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在这个例子中，我们为