c++如何使用模板_C++泛型编程模板函数与类用法

函数模板可定义通用函数，如max函数通过typename T实现多类型支持，编译器根据实参自动推导类型并生成对应实例，提升代码复用性。

C++中的模板是泛型编程的核心工具，它允许我们编写与数据类型无关的函数和类。通过模板，可以用一份代码处理多种类型，提高代码复用性和灵活性。主要分为函数模板和类模板两种形式。

函数模板：通用的函数定义

函数模板用于创建适用于多种类型的函数。编译器根据调用时传入的参数类型自动推导并生成对应的函数实例。

T max(T a, T b) {

    return a > b ? a : b;

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}

使用方式：

int x = 5, y = 10;
double m = 3.14, n = 2.71;
std::cout // 输出 10
std::cout // 输出 3.14

注意：typename 可以替换为 class，两者在此场景下等价。如果参数类型不同，可指定具体类型或重载模板。

类模板：通用的数据结构设计

类模板用于定义通用类，比如容器类。最常见的例子是 std::vector。

class Stack {
private:
    T data[100];
    int top;
public:
    Stack() : top(-1) {}
    void push(const T& item);
    T pop();
    bool empty() const { return top == -1; }
};

成员函数在类外定义时也要带上模板前缀：

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void Stack::push(const T& item) {
    if (top         data[++top] = item;
    }
}

使用示例：

Stack intStack;
intStack.push(1);
intStack.push(2);
std::cout // 输出 2

多个模板参数与默认类型

模板可以有多个参数，适用于更复杂的场景，例如键值对存储：

class Pair {
private:
    K key;
    V value;
public:
    Pair(const K& k, const V& v) : key(k), value(v) {}
    K getKey() const { return key; }
    V getValue() const { return value; }
};

也可以设置默认类型：

class Counter {
    T count;
public:
    Counter() : count(0) {}
    void increment() { ++count; }
    T get() const { return count; }
};

使用时可省略默认类型：Counter c; 等价于 Counter c;

模板特化：针对特定类型的定制实现

有时需要为特定类型提供不同的实现，比如优化字符串比较或处理指针。

全特化示例：

class Stack {
    // 使用位数组优化存储
    unsigned char bits[125]; // 存储1000个布尔值
    int pos;
public:
    Stack() : pos(0) {}
    void push(bool b);
    bool pop();
};

这样当使用 Stack 时，会调用这个高效版本。

基本上就这些。模板让C++具备强大的泛型能力，合理使用能显著提升代码质量和效率。注意编译错误可能较难读，因为实例化发生在编译期。多练习常见模式，比如STL中的用法，有助于掌握精髓。