C++类模板与实例化详解

"C++的类属机制和类模板是实现编译时多态性的重要工具，允许程序员通过参数化数据类型来创建具有通用功能的代码。类模板并不是真正的类，它们需要实例化后才能用于创建对象。实例化过程是将形式类属参数替换为实际的类属参数，从而生成特定数据类型的类。例如，类模板`STACK<ELEMENT_TYPE>`经过实例化如`STACK<int>`，可以创建一个处理整型元素的堆栈类。类模板可以实例化为多个不同的类，这使得同一模板可以应用于多种数据类型，实现了代码复用和多态性。" 类属机制是C++中的一种设计模式，它通过将数据类型参数化来实现编译时的多态性。在实际应用中，如果一组函数功能相同，只是处理的对象数据类型不同，类属机制可以避免编写多个重复的函数。类属机制的思想是提供一套通用的程序实体，将数据类型作为参数传递，这样就可以用一个模板处理不同的数据类型。 C++中的类属机制主要通过模板来实现。模板分为函数模板和类模板。函数模板是将函数的形式参数的数据类型参数化，而类模板则是将类的数据成员类型或成员函数的形参类型参数化。两者都需要经过实例化后才能成为可使用的函数或类。 类模板的定义通常采用以下格式： ```cpp template<class 类属参数1, class 类属参数2, ...> class 类名 { // 类体，其中类属参数作为数据类型使用 }; ``` 类属参数在尖括号内，用逗号分隔，并由`class`关键字引入。这些参数在类的声明和定义内部可用，用于声明变量、成员函数等。一旦实例化，比如`template<int, char> class MyClass`，`MyClass`就会变成一个处理整型和字符型数据的特定类。 在实例化类模板时，可以指定实际的类属参数，例如`STACK<int>`将`STACK`模板实例化为处理整型数据的类。实例化后的类模板可以像普通类一样创建对象，如`STACK<int> obj;`。 类模板的一个常见应用是在容器类的设计中，如示例中的`ARRAY<T>`模板，它可以用来对指定类型的数组进行排序、检索和求和。通过将`T`作为类属参数，`ARRAY`可以适用于任何类型的数据，只要提供了相应的操作。 总结来说，类属机制和类模板在C++中提供了强大的代码复用和多态性，让程序员能够编写更加灵活且高效的代码。它们允许开发者以类型无关的方式编写通用功能，然后在需要时针对特定类型进行实例化，从而极大地提高了代码的可维护性和可扩展性。