资源摘要信息:"C++ Templates 使用说明"
C++模板是C++语言的一个重要特性,它允许程序员编写与数据类型无关的代码,从而提高代码的复用性。模板在编译时被实例化,生成针对特定数据类型的代码,它包括函数模板和类模板。
1. 函数模板
函数模板是创建通用函数的一种方法,它可以处理不同类型的数据,而不改变函数的代码。使用关键字template来声明一个函数模板,后面跟上模板参数列表。例如:
```cpp
template <typename T>
T max(T a, T b)
{
return a > b ? a : b;
}
```
在上面的例子中,max函数模板可以用来比较任何类型数据的大小,其中T是一个类型占位符,表示一种通用类型。
2. 类模板
类模板与函数模板类似,但它定义了类的蓝图,允许为不同类型的数据创建类的实例。使用关键字template来声明类模板。例如:
```cpp
template <typename T>
class Stack
{
public:
void push(const T& element);
T pop();
private:
std::vector<T> elements;
};
```
在上面的例子中,Stack类模板提供了一个可以处理任何类型T的栈结构。
3. 非类型模板参数
除了类型参数,C++模板也可以包含非类型参数,如整数或指向对象的指针。这些参数在编译时就已确定。
```cpp
template <typename T, int size>
class Array
{
T data[size];
public:
//...
};
```
在这个例子中,Array类模板有一个名为size的非类型参数,它用来定义数组的大小。
4. 模板特化
模板特化是模板的一个重要概念,它允许程序员为特定的类型提供特殊化的模板实现。这在处理某些类型需要特殊行为时非常有用。模板特化可以是全特化也可以是偏特化。
```cpp
template <typename T>
class Storage
{
// 默认实现
};
template <>
class Storage<bool> // 全特化
{
// bool类型的特殊实现
};
```
在这个例子中,Storage类模板被特化为bool类型。
5. 模板元编程
模板元编程是指在编译时进行的计算和算法实现。它使用模板递归和模板特化来在编译时解决复杂的计算问题,可以生成高效的代码。
```cpp
template <int N>
struct Factorial
{
enum { value = N * Factorial<N - 1>::value };
};
template <>
struct Factorial<0>
{
enum { value = 1 };
};
```
在这个例子中,计算阶乘的模板元编程展示了递归模板的使用。
6. 可变参数模板
C++11引入了可变参数模板,允许模板接受任意数量和类型的参数。这使得模板更加灵活。
```cpp
template <typename ...Args>
void print(Args... args)
{
// 使用变参模板打印所有参数
}
```
在这个例子中,print函数模板可以接受任意数量和类型的参数。
7. C++模板与其他语言(如C#)的区别
C++模板与C#中的泛型非常相似,但存在一些差异。C++模板在编译时进行实例化,而C#泛型在运行时进行处理。此外,C++模板更为强大和灵活,支持模板元编程和更复杂的特化,而C#泛型则更简单,主要关注类型安全和代码复用。
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