c++中模板(template)的基本用法_c++模板编程基础教程

冰火之心

发布时间：2025-10-14 19:41:02

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模板是C++泛型编程的核心，通过template定义函数和类模板实现类型无关的通用代码。例如，函数模板max可自动推导或显式指定类型实例化；类模板如Array支持类型与非类型参数，用于构建通用数据结构。模板在调用时才实例化，定义需放在头文件中以避免链接错误。支持多参数及默认值，如PairArray可省略默认大小。掌握基础后可进阶学习特化、变参等特性，同时注意类型约束与语义正确性。

c++中模板(template)的基本用法_c++模板编程基础教程

模板是C++中实现泛型编程的核心工具，它允许我们编写与数据类型无关的通用代码。通过模板，函数和类可以在多种类型上复用，而无需为每种类型重复编写逻辑。

函数模板的基本语法

函数模板使用template关键字定义，后跟模板参数列表，然后是函数声明。

例如，写一个能比较两个值大小的通用函数：

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

这里typename T表示T是一个待定的类型。调用时编译器会根据传入的参数自动推导类型：

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int x = 5, y = 10;
double m = 3.14, n = 2.71;

std::cout << max(x, y); // 实例化为 max
std::cout << max(m, n); // 实例化为 max

也可以显式指定类型：

max(5, 10);

类模板的定义与使用

类模板适用于需要支持多种类型的容器或数据结构。比如一个简单的数组包装类：

template 
class Array {
private:
    T data[N];
public:
    T& operator[](int index) { return data[index]; }
    int size() const { return N; }
};

这个类模板接受一个类型参数T和一个非类型参数N（数组长度）。使用方式如下：

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Array intArray;
Array doubleArray;

intArray[0] = 42;
std::cout << intArray.size(); // 输出 10

模板的实例化与编译机制

模板不会在定义时生成代码，只有在被调用或实例化时，编译器才会根据具体类型生成对应的函数或类。这个过程叫“实例化”。

注意：模板的定义（包括函数体或类成员函数）通常要放在头文件中，因为编译器需要在每个使用模板的翻译单元看到完整定义。

如果把模板实现写在cpp文件里，链接时可能会报“未定义的引用”错误。

多个模板参数和默认参数

模板可以有多个参数，包括类型和非类型参数：

template 
class PairArray {
    T first[Size];
    U second[Size];
};

使用时可省略默认值：

PairArray pa;     // Size 使用默认 10
PairArray pb; // Size 指定为 20

基本上就这些。掌握模板的基础用法后，可以进一步学习特化、偏特化、可变参数模板等高级特性。写模板时注意类型约束和语义正确性，避免隐式转换带来的问题。

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