C++模板深入解析：类模板与函数模板

"C++ 类模板专题" C++ 类模板是一种强大的工具，允许程序员编写与具体类型无关的代码，实现泛型编程。通过类模板，我们可以创建可以处理多种数据类型的类，而无需为每种类型单独编写类。这提高了代码的重用性和灵活性。 在C++中，类模板的定义通常包括以下部分： 1. **模板参数列表**：这部分位于尖括号 `<` 和 `>` 之间，列出模板参数。模板参数可以是类型参数（如 `T`）或非类型参数（如整型常量）。 示例： ```cpp template <typename T> class MyTemplateClass { // 类的成员 }; ``` 2. **类型参数**：在类模板中，类型参数用来代替具体的类型。例如，`T` 可以在类的成员中作为类型使用，如成员变量、函数参数或返回类型。 ```cpp template <typename T> class MyTemplateClass { T value; // 使用类型参数T定义成员变量 void setValue(T newValue) { value = newValue; } // 使用类型参数T定义成员函数 }; ``` 3. **实例化**：使用类模板时，需要提供实际的类型来实例化模板，生成具体的类。实例化是通过提供类型参数的值完成的。 ```cpp MyTemplateClass<int> intInstance; MyTemplateClass<double> doubleInstance; ``` 4. **模板的特化**：有时，我们可能希望为特定类型提供不同的实现。这可以通过模板特化完成。特化是一种为特定类型定义模板的特殊版本的方法。 ```cpp template <> class MyTemplateClass<bool> { bool value; void setValue(bool newValue) { value = newValue; } }; ``` 5. **模板参数推断**：C++编译器可以自动推断模板函数的类型参数，这称为模板参数推演。例如，在调用模板函数时，如果类型可以明确地从参数中推断出来，就不需要显式指定类型。 ```cpp template <typename T> void printValue(T val) { std::cout << val << std::endl; } printValue(10); // 编译器推断T为int printValue("Hello"); // 编译器推断T为const char* ``` 6. **模板与继承**：类模板可以用于派生类，子类将继承模板类的所有特性，并可以用自己的类型参数实例化。 7. **模板与友元**：模板类可以声明其他模板类或函数为其友元，以允许友元访问其私有或受保护的成员。 8. **typename 关键字**：在类模板的成员函数中，如果需要引用模板参数的依赖类型，需要使用 `typename` 关键字来告诉编译器这是一个类型名称，而非成员名称。 ```cpp template <typename Container> class CollectionPrinter { public: void print(const typename Container::value_type& item) { // ... } }; ``` 理解并熟练掌握类模板是成为精通C++的程序员的关键步骤。模板使得代码更加灵活，能够处理不同类型的数据，减少了重复代码，提高了代码质量和效率。同时，模板也引入了复杂性，需要仔细管理和理解模板的作用域、实例化、特化以及模板元编程等高级主题。通过学习和实践，可以逐渐掌握这些概念，并有效地利用它们来构建高效、可维护的C++程序。