C++ 模板

1、函数模板

函数模板的一般形式如下：

Template <class或者也可以用typename T>
返回类型 函数名（形参表）
{//函数定义体 }

注意：

template是一个声明模板的关键字，表示声明一个模板关键字class不能省略，如果类型形参多余一个 ，每个形参前都要加class <类型 形参表>可以包含基本数据类型可以包含类类型。

例如，

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
//声明一个函数模版,用来比较输入的两个相同数据类型的参数的大小，class也可以被typename代替，
//T可以被任何字母或者数字代替。
template <class T>
T min(T x,T y)
{ return(x<y)?x:y;}
int main( )
{
     int n1=2,n2=10;
     double d1=1.5,d2=5.6;
     cout<< "较小整数:"<<min(n1,n2)<<endl;
     cout<< "较小实数:"<<min(d1,d2)<<endl;
     return 0;
}

2、类模板

类模板的语法一般如下：

Template < class或者也可以用typename T >
class 类名｛
／／类定义．．．．．．
｝;

注意：

template是声明各模板的关键字，表示声明一个模板，模板参数可以是一个，也可以是多个。

例如，

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
#ifndef ClassTemplate_HH
#define ClassTemplate_HH
template<typename T1,typename T2>
class myClass{
private:
     T1 I;
     T2 J;
public:
     myClass(T1 a, T2 b);//Constructor
     void show();
};
//这是构造函数
//注意这些格式
template <typename T1,typename T2>
myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}
//这是void show();
template <typename T1,typename T2>
void myClass<T1,T2>::show()
{
     cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;
}
#endif
int main()
{
     myClass<int,int> class1(3,5);
     class1.show();
     myClass<int,char> class2(3,'a');
     class2.show();
     myClass<double,int> class3(2.9,10);
     class3.show();
     return 0;
}

注意：

如果模板类中的成员要访问类中的typedef类型，必须加上关键字typename来指明它是一个类型。非类型模板参数可以是常整数（包括枚举）或者指向外部链接对象的指针。

3、模板特化

模板特化可以为某些特定类型提供一个定制的实现。当需要为特定类型提供不同的行为时，模板特化非常有用。

#include <iostream>
using namespace std;

// 基础模板
template <typename T>
T getMax(T a, T b) {
    cout << "Generic version called" << endl;
    return (a > b) ? a : b;
}

// 针对 int 类型的特化版本
template <>
int getMax<int>(int a, int b) {
    cout << "Specialized version for int called" << endl;
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    // 使用模板特化
   cout << "Max of 3 and 5: " << getMax(3, 5) << endl;   
    // 使用通用模板
   cout << "Max of 2.5 and 1.5: " << getMax(2.5, 1.5) << endl; 
    return 0;
}

4、非类型模板参数

模板不仅可以接受类型作为参数，还可以接受常量值（如整数、指针等）作为模板参数。

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个模板类，接收一个常量参数
template <typename T, int size>
class Array {
private:
    T arr[size];
public:
    void setValue(int index, T value) {
        if (index < size) {
            arr[index] = value;
        }
    }
    T getValue(int index) {
        if (index < size) {
            return arr[index];
        }
        return T();  // 返回默认值
    }
};

int main() {
    Array<int, 5> intArray;  // 创建一个大小为 5 的数组
    intArray.setValue(0, 10);
    intArray.setValue(1, 20);
    cout << "Value at index 0: " << intArray.getValue(0) << endl;
    cout << "Value at index 1: " << intArray.getValue(1) << endl;
    
    return 0;
}

5、模板参数推导

C++ 编译器可以根据函数调用自动推导模板参数类型。

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数模板，自动推导类型
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << add(10, 20) << endl;      // 推导出 T 为 int
    cout << add(10.5, 20.5) << endl;  // 推导出 T 为 double
    return 0;
}