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c++模板函数和模板类怎么用_c++模板编程基础与实例讲解

冰火之心
发布: 2025-10-24 18:42:01
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模板是C++泛型编程的核心,通过template定义函数和类,实现类型无关的通用代码。1. 模板函数使用typename或class声明类型参数,编译时根据实参推导类型,如max(T a, T b)可处理int、double等类型;2. 支持多个模板参数,如printPair(T a, U b)可打印不同类型的值;3. 模板类用于构建通用数据结构,如MyArray<T>实现动态数组,支持int、string等类型;4. 模板类成员函数也可为模板,如Box<T>::apply(Func f)接受任意可调用对象;5. 模板需在头文件中完整定义,因实例化在编译期完成,每种类型组合生成独立副本,错误信息可能复杂。掌握模板是理解STL和现代C++的基础。

c++模板函数和模板类怎么用_c++模板编程基础与实例讲解

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函数和类。通过模板,可以写出更通用、可复用且类型安全的代码。下面从基础语法到实际例子,讲解模板函数和模板类的使用方法。

模板函数的基本用法

模板函数允许你定义一个函数,使其参数类型在调用时才确定。使用template关键字声明模板参数。

基本语法:

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

说明:

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  • typename T 表示T是一个类型占位符,也可以用class T(两者在此等价)
  • 函数内部使用T作为类型,编译器会在调用时根据实参推导具体类型

使用示例:

int x = max(3, 5); // T 被推导为 int
double y = max(2.5, 3.1); // T 被推导为 double

如果参数类型不同,需要显式指定模板参数或进行类型转换:

max<double>(3, 4.5); // 显式指定 T 为 double

多个模板参数的函数

模板函数可以有多个类型参数,适用于处理不同类型的数据。

template <typename T, typename U>
void printPair(T a, U b) {
    std::cout << a << ", " << b << std::endl;
}

调用方式:

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printPair(10, "hello"); // T=int, U=const char*
printPair("age", 25);

模板类的基本用法

模板类用于定义通用的数据结构,比如容器类。最典型的例子是std::vectorstd::pair等。

定义一个简单的动态数组类:

template <typename T>
class MyArray {
private:
    T* data;
    int size;
public:
    MyArray(int s) : size(s) {
        data = new T[size];
    }
    ~MyArray() { delete[] data; }
    T& operator[](int i) { return data[i]; }
};

使用示例:

MyArray<int> arr(5);
arr[0] = 10;
MyArray<std::string> names(3);
names[0] = "Alice";

模板类中的成员函数模板

模板类的成员函数本身也可以是模板,实现更灵活的操作。

template <typename T>
class Box {
private:
    T value;
public:
    Box(T v) : value(v) {}
    template <typename Func>
    void apply(Func f) {
        f(value);
    }
};

使用lambda或函数对象:

Box<int> b(100);
b.apply([](int x) { std::cout << x * 2 << std::endl; }); // 输出 200

常见注意事项

模板代码通常要全部写在头文件中,因为编译器需要在编译时看到完整的定义才能实例化模板。

  • 模板的实例化发生在编译期,不是运行时
  • 每个不同的类型组合都会生成一份独立的函数或类副本
  • 错误信息可能较难阅读,尤其是在复杂模板嵌套时

基本上就这些。掌握模板函数和模板类,是深入学习STL和现代C++的基础。多写几个小例子,比如实现一个通用的swap函数或简单的链表模板类,会帮助理解更深刻。

以上就是c++++模板函数和模板类怎么用_c++模板编程基础与实例讲解的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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