C++ template模板编程_C++函数模板与类模板-C++-PHP中文网

C++ template模板编程_C++函数模板与类模板

尼克

发布： 2025-12-03 10:51:06

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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。1. 函数模板如template<typename T> T max(T a, T b)可自动推导类型生成实例，支持多个参数与尾置返回类型；2. 类模板如Stack<T>用于通用数据结构，使用时需指定类型如Stack<int>；3. 模板支持非类型参数如template<typename T, int N>定义固定大小数组；4. 模板仅在调用时实例化，支持全特化（如max<bool>）和类的部分特化以处理特殊类型。合理使用模板可提升代码复用性与性能。

c++ template模板编程_c++函数模板与类模板

模板是C++中实现泛型编程的核心机制，它允许我们编写与数据类型无关的通用代码。通过模板，可以定义函数模板和类模板，让同一份代码适用于多种类型，提升代码复用性和可维护性。

函数模板（Function Template）

函数模板是一种抽象函数定义，编译器根据调用时传入的参数类型自动推导并生成具体的函数实例。

定义函数模板使用 template 关键字，后跟模板参数列表：

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

这里 T 是一个占位类型名，可以在函数体内作为参数类型、返回类型或局部变量类型使用。调用时：

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int x = 5, y = 10;
double m = 3.14, n = 2.71;
auto result1 = max(x, y); // 实例化为 int max(int, int)
auto result2 = max(m, n); // 实例化为 double max(double, double)

也可以显式指定模板参数：

max<float>(1.5f, 2.5f);

多个模板参数也是支持的：

template <typename T, typename U>
auto add(T a, U b) -> decltype(a + b) {
return a + b;
}

使用尾置返回类型 decltype 可以让返回值类型由表达式决定。

类模板（Class Template）

类模板用于定义通用的数据结构，比如标准库中的 std::vector<T>、std::pair<T, U> 等。

定义一个简单的类模板：

template <typename T>
class Stack {
private:
    std::vector<T> elements;
public:
    void push(const T& value) {
        elements.push_back(value);
    }
    void pop() {
        if (!elements.empty())
            elements.pop_back();
    }
    T top() const {
        return elements.back();
    }
    bool empty() const {
        return elements.empty();
    }
};

使用时需指定具体类型：

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Stack<int> intStack;
Stack<std::string> stringStack;
intStack.push(10);
stringStack.push("hello");

类模板也可以有多个模板参数：

template <typename Key, typename Value>
class Map { ... };

模板参数的其他形式

除了类型参数（typename 或 class），模板还可以接受非类型参数，例如整型常量：

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

使用方式：

Array<double, 10> arr; // 固定大小为10的数组

注意：非类型参数必须在编译期确定，比如字面量、const 常量或枚举值。