c++ 模板

模板是泛型编程的基础，泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。

模板是创建泛型类或函数的蓝图或公式。库容器，比如迭代器和算法，都是泛型编程的例子，它们都使用了模板的概念。

每个容器都有一个单一的定义，比如 向量，我们可以定义许多不同类型的向量，比如 vector <int> 或 vector <string>。

您可以使用模板来定义函数和类，接下来让我们一起来看看如何使用。

1. 函数模板

模板函数定义的一般形式如下所示：

template <typename 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。

下面是函数模板的实例，返回两个数中的最大值：

#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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

max(i, j): 39
max(f1, f2): 20.7
max(s1, s2): world

2. 类模板

正如我们定义函数模板一样，我们也可以定义类模板。泛型类声明的一般形式如下所示：

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。

下面的实例定义了类 stack<>，并实现了泛型方法来对元素进行入栈出栈操作：

#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) { 
        cout << "exception: " << ex.what() <<endl; 
    } 
}  

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

7
hello
exception: stack<>::pop(): empty stack