C++模板详解：实现代码重用与类型参数化

"C++模板是C++编程语言中一种强大的工具，它允许程序员创建泛型代码，以实现更高级别的代码复用。模板分为函数模板和类模板，本篇文章主要介绍函数模板的使用。 1. 模板的概念 在C++中，重载允许根据函数参数类型或所属类的不同来调用不同的函数。然而，当需要处理多种数据类型时，如求两个数值的最大值，必须为每种类型分别定义重载函数。模板的引入就是为了克服这个问题，它通过类型参数化来实现代码的通用性。模板定义了一个通用的函数或类结构，可以针对任意类型进行实例化，从而避免了因重载函数不全导致的错误。 2. 函数模板的写法 函数模板的基本语法如下： ```cpp template <class 或 typename T> 返回类型 函数名(形参表) { // 函数定义体 } ``` 这里的`template`是声明模板的关键字，`class 或 typename T`定义了一个类型参数`T`，可以替换为任意类型。形参表中的`T x, T y`表示函数接受两个相同类型的参数。`class`和`typename`在这里是等价的，用于告诉编译器`T`是一个类型名。 下面是一个简单的函数模板示例，用于比较两个相同类型参数的大小： ```cpp template <class T> T min(T x, T y) { return (x < y) ? x : y; } ``` 3. 使用函数模板 在主函数`main()`中，我们可以使用函数模板`min()`来比较不同类型的数据，如整数、浮点数甚至自定义类型，只需传入相应类型的参数即可。例如： ```cpp int main() { int n1 = 2, n2 = 3; cout << "Min of integers: " << min(n1, n2) << endl; float f1 = 2.5f, f2 = 3.7f; cout << "Min of floats: " << min(f1, f2) << endl; return 0; } ``` 这段代码将分别打印整数和浮点数的最小值。 4. 类模板 除了函数模板，C++还提供了类模板，它允许创建泛型类。类模板允许用户定义一个可以适用于多种数据类型的类。类模板的语法与函数模板类似，只是类定义前多了`template`关键字和类型参数列表。例如，一个简单的栈实现可能使用类模板： ```cpp template <class T> class Stack { private: T* arr; int top; int size; public: Stack(int sz) { arr = new T[sz]; size = sz; top = -1; } ~Stack() { delete[] arr; } bool isEmpty() { return top == -1; } void push(T elem) { if (top >= size - 1) throw "Stack Overflow"; arr[++top] = elem; } T pop() { if (isEmpty()) throw "Stack Underflow"; return arr[top--]; } }; ``` 这个`Stack`类模板可以实例化为存储任何类型元素的栈。 C++模板提供了一种强大的代码复用方式，通过函数模板和类模板，程序员可以编写出更加通用和灵活的代码，减少重复工作并提高代码的可维护性。理解和熟练使用模板是成为高效C++程序员的关键技能之一。