模版（Template）作为 C++ 的语法糖，之前一直有所耳闻但没有去接触（因为一听就感觉很高大上）。前几天花了一点时间去了解模版，发现其实不难，甚至还有点简单，但是非常有用。

引

试想，如果你要计算一个整形数组 arr[] 的长度，你设立了一个函数 getLength(int *arr) 如下：



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#include <cstdlib>
int getLength(&arr){
	return sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
}

非常流畅的思路，但是写着写着，突然想再次计算一个 char 数组的长度，没有办法，我们又定义一个函数 getCharLength(char &arr) ：



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#include <cstdlib>
int getCharLength(char &arr){
	return sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
}

我们可以发现，上面两个函数，唯一的不一样就是传进来的数组类型。那么我们如果要算另外4种数据类型的数组长度，难道我们要写另外4个函数？有没有方法，吧函数传入参数的数据类型作为变量呢？

模版 Template

幸运的是， C++真的为我们提供了这样的方法，来将传入参数的数组类型作为变量。我们如果吧上面的计算数组长度的函数写成模版，是这样的：



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#include <cstdlib>

template <class T>
int getLength(T &arr){
	return sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
}

在这个模版中，我们在函数前面加上 template <class T> 这样的语句，表示在下面这个函数中，不确定的类型，并将这个类型假设为 T 。于是，我们可以看到，在函数中，传入参数从 int &arr 变成了 T &arr 。

如何使用

模板函数定义的一般形式如下所示：



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template <class type> 
ret-type func-name(parameter list)
{
   // 函数的主体
}

在这里，type 是函数所使用的数据类型的占位符名称。这个名称可以在函数定义中使用。

上面的模版是 函数模版，那么理所应当的，我们也应该有 类模版。



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template <class type> 
class class-name {
.
.
.
}

在这里，type 是占位符类型名称，可以在类被实例化的时候进行指定。您可以使用一个逗号分隔的列表来定义多个泛型数据类型。

例子

函数模版



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#include <iostream>
#include <string>
 
using namespace std;
 
template <typename T>
inline T const& Max (T const& a, T const& b) 
{ 
    return a < b ? b:a; 
} 
int main ()
{
 
    int i = 39;
    int j = 20;
    cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; 
 
    double f1 = 13.5; 
    double f2 = 20.7; 
    cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; 
 
    string s1 = "Hello"; 
    string s2 = "World"; 
    cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; 
 
   return 0;
}

运行结果：



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Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

类模版



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#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>
 
using namespace std;
 
template <class T>
class Stack { 
  private: 
    vector<T> elems;     // 元素 
 
  public: 
    void push(T const&);  // 入栈
    void pop();               // 出栈
    T top() const;            // 返回栈顶元素
    bool empty() const{       // 如果为空则返回真。
        return elems.empty(); 
    } 
}; 
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) 
{ 
    // 追加传入元素的副本
    elems.push_back(elem);    
} 
 
template <class T>
void Stack<T>::pop () 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
    // 删除最后一个元素
    elems.pop_back();         
} 
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
    // 返回最后一个元素的副本 
    return elems.back();      
} 
 
int main() 
{ 
    try { 
        Stack<int>         intStack;  // int 类型的栈 
        Stack<string> stringStack;    // string 类型的栈 
 
        // 操作 int 类型的栈 
        intStack.push(7); 
        cout << intStack.top() <<endl; 
 
        // 操作 string 类型的栈 
        stringStack.push("hello"); 
        cout << stringStack.top() << std::endl; 
        stringStack.pop(); 
        stringStack.pop(); 
    } 
    catch (exception const& ex) { 
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
        return -1;
    } 
}

运行结果



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hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack

本文作者 Auther：Soptq

本文链接 Link： https://soptq.me/2018/12/13/template/

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