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C++学习笔记之模板|函数模板|类模板

news 2025/7/18 8:04:08

函数模板

类模板

定义：函数模板是建立一个通用函数，它所用到的数据的类型（包括返回值类型、形参类型、局部变量类型）可以不具体指定，而是用一个虚拟的类型来代替（用标识符占位），在函数调用时，编译器根据传入实参自动推断数据类型。

语法格式：

template <typename T> // 也可用class代替typename ，T为类型参数，可多个，用逗号分隔
返回值类型 函数名(T 参数) {
    // 函数体
}

例如，实现交换两个变量值的函数模板

template <typename T> 
void Swap(T& a, T& b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

使用方式：编译器根据调用时传入的实参类型，对函数模板进行实例化，生成具体类型的函数。比如int num1 = 1, num2 = 2; Swap(num1, num2);，编译器会生成void Swap(int&, int&) 这样针对int类型的函数实例。也可显式指定类型，如Swap<double>(3.14, 2.71); 。
作用：避免为不同数据类型重复编写功能相似的函数，提高代码复用性，减少代码冗余。
定义：类模板将数据的类型参数化，用于创建通用类，使类的成员函数和成员变量能适应多种数据类型。

语法格式：

类声明：

    template <typename T1, typename T2, ...> // 类型参数可多个，用逗号分隔
class 类名 {
    // 类的成员变量和成员函数声明
};

类外定义成员函数

template <typename T1, typename T2, ...> 
返回值类型 类名<T1, T2, ...>::函数名(参数列表) {
    // 函数体
}

例如，定义一个表示坐标的类模板：

template <typename T1, typename T2>
class Point {
public:
    Point(T1 x, T2 y) : x(x), y(y) {}
    void print() const;
private:
    T1 x;
    T2 y;
};

template <typename T1, typename T2>
void Point<T1, T2>::print() const {
    std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;
}

使用方式：使用类模板创建对象时，必须显式指明具体的数据类型，编译器据此实例化出具体类。如Point<int, int> p(1, 2); ，编译器会用int替换模板中的T1和T2 ，生成针对int类型的Point类实例。
作用：能针对不同数据类型创建相似功能的类，避免为每种类型单独编写类，提高代码的可维护性和复用性。