C++类模板详解：定义、实例化与规则

"本文详细介绍了C++中的类模板，包括其定义、实例化以及相关的注意事项。类模板是一种泛型编程工具，允许创建可以处理多种数据类型的类。" 在C++中，类模板是一种强大的特性，它允许我们编写通用的代码，以处理不同类型的数据。类模板的定义通常包括模板参数列表，这些参数可以是类型参数（用于表示任意数据类型）或非类型参数（用于表示常量）。模板参数表以`<`开始，`>`结束，其中`class`或`typename`关键词后面跟着的是类型参数的标识符。 例如，以下是一个简单的类模板定义： ```cpp template <class T, int width> class Graphics; ``` 在这个例子中，`T`是类型参数，可以是任何数据类型，而`width`是非类型参数，它是一个整数常量。类模板本身并不直接创建类，而是创建类的一个蓝图。实际的类是在模板实例化时根据提供的具体类型创建的，例如： ```cpp Graphics<int, 800> myGraphics; // 实例化Graphics模板，T为int，width为800 ``` 需要注意的一些关键点包括： 1. **模板参数隐藏**：如果全局范围内存在与模板参数同名的变量，模板参数会将其隐藏。 2. **模板参数命名限制**：模板参数名不能用作类模板定义中成员的名字，否则会导致编译错误。 3. **模板参数的唯一性**：同一个模板参数在模板参数表中只能出现一次，重复使用会导致错误。 4. **模板参数的复用**：在不同的模板或声明中，模板参数名可以重复使用，只要它们属于不同的模板。 此外，类模板的前向声明和定义中的模板参数名称可以不一致，只要最终的定义中保持一致即可。例如： ```cpp template <class T> class Image; // 前向声明 template <class U> class Image; // 另一个前向声明 template <class Type> class Image { /*...*/ }; // 定义，使用Type而不是T或U ``` 类模板参数还可以有缺省实参，但必须从右到左指定。这在模板有多个参数且某些参数可能经常使用默认值时非常有用。 类模板是C++中实现泛型编程的基础，它们允许我们编写更加灵活和可重用的代码，能够适应各种不同的数据类型，从而提高代码的通用性和效率。通过深入理解和熟练运用类模板，开发者能够构建出更加高效、可维护的C++程序。