C++模板教程：函数模板与类模板

"C++课程中的类属机制，主要讲解了函数模板和类模板，以及模板的复用和C++标准模板库" C++语言中的类属机制，也称为泛型编程，是一种强大的工具，允许编写能够处理多种数据类型的功能代码。这种机制允许程序员创建通用的函数或类，而无需为每种数据类型重复编写相同代码，从而提高代码的可重用性和效率。 在描述中提到的问题中，我们经常遇到需要对不同类型的数据执行相同操作的情况，如排序不同元素类型的数组，或者创建类似结构的栈类。传统的做法是为每种数据类型编写单独的函数或类，如`int_sort`、`double_sort`和`A_sort`，以及`IntStack`、`DoubleStack`和`AStack`。然而，类属机制提供了一种更优雅的解决方案。 函数模板是C++类属机制的基础。通过定义一个模板函数，我们可以创建一个可以接受任意数据类型的函数。例如，一个简单的模板函数`max`可以在`main`函数中用于计算`int`类型和`double`类型的最大值。模板定义如下： ```cpp template<typename T> T max(T a, T b) { return a > b ? a : b; } ``` 这个模板函数可以实例化为`int max(int, int)`和`double max(double, double)`，无需额外编写代码。模板的关键在于`typename T`，它是一个类型参数，`T`在函数体中代表一种未指定的类型，可以在调用时根据传入的实参自动推断。 类模板则允许我们创建通用的类。与函数模板相似，类模板定义了一个可以处理多种类型的类结构。比如，我们可以创建一个泛型的栈类`Stack`： ```cpp template<typename T> class Stack { private: T buf[100]; int top; public: bool push(const T& value); bool pop(T& value); }; ``` 这里的`Stack<T>`可以用于任何类型`T`，如`Stack<int>`、`Stack<double>`或`Stack<A>`，每个实例都会有自己的`push`和`pop`方法，而不用为每种类型重新定义整个类。 模板的复用是类属编程的一个关键特性，可以通过模板特化和模板偏特化来实现。特化是为特定类型定义一个模板的特殊情况，而偏特化是在一组参数中只特化一部分。这允许我们为某些特殊数据类型优化通用模板的行为。 最后，C++标准模板库（STL）是类属编程的一个实际应用，它包含了一系列模板类和函数，如容器（如`vector`、`list`）、迭代器、算法（如`sort`、`find`）和函数对象。STL极大地提高了C++程序员的生产力，使得复杂的数据结构和算法的使用变得简单。 类属机制（泛型编程）是C++中的一大亮点，它提供了编写高效、灵活和可重用代码的方法，减少了代码冗余，并且是理解和使用C++标准模板库的基础。