C++ 泛型编程：类模板探索（上）
2023-10-02 17:41:00
类模板：C++ 中泛型编程的基石
简介
C++ 中的泛型编程是一种强大的技术，它允许您创建可适用于各种数据类型的代码。类模板是泛型编程的基础，它们是一种提供参数化实现的类。这些参数被称为模板参数，它们使您可以创建一系列相关的类，适用于不同的数据类型。
类模板的使用
要定义类模板，您需要使用尖括号（<>）将模板参数括起来，紧跟在类名之后。模板参数可以是类型参数（指定存储的数据类型）或值参数（指定固定值）。
以下是一个简单的类模板示例：
template <typename T>
class MyClass {
public:
T data;
MyClass(T data) {
this->data = data;
}
void print() {
std::cout << data << std::endl;
}
};
此模板接受一个类型参数 T，指定 MyClass 存储的数据类型。您可以使用此模板创建各种类型的数据容器：
// 创建一个存储整数的类
MyClass<int> myIntClass(10);
myIntClass.print(); // 输出 10
// 创建一个存储字符串的类
MyClass<std::string> myStringClass("Hello, world!");
myStringClass.print(); // 输出 Hello, world!
类模板与函数模板
类模板和函数模板都是代码复用的工具，但它们之间存在一些关键区别：
- 类模板用于创建一类对象，而函数模板用于创建函数。
- 类模板的参数是类型参数，而函数模板的参数可以是类型参数或值参数。
- 类模板可以继承和实例化，而函数模板只能实例化。
类模板的常见用法
类模板在 C++ 中有着广泛的应用，包括：
- 容器：
vector、list、stack、queue等容器类可通过模板实现，支持各种数据类型。 - 算法：
sort、search、find等算法可通过模板实现，适用于不同的数据类型和容器。 - 数据结构：
tree、graph、hash table等数据结构可通过模板实现，提供灵活且可扩展的数据存储和检索。 - 高级编程： 类模板用于泛型编程、元编程和反射等高级编程技术中。
类模板在 C++ STL 中的应用
C++ 标准库 (STL) 中大量使用了类模板，包括：
- 容器：
vector、list、stack、queue、map、set等。 - 算法：
sort、search、find等。 - 数据结构：
tree、graph、hash table等。
这些类模板为开发人员提供了高效、健壮和可维护的代码基础。
结论
类模板是 C++ 泛型编程的强大工具。它们使您可以创建可应用于不同数据类型的类，促进代码复用和灵活性。在 C++ 标准库中广泛使用，类模板为高效且可扩展的编程提供了基础。
常见问题解答
-
什么是类模板？
类模板是一种提供参数化实现的类，允许您创建可应用于不同数据类型的类。 -
类模板和函数模板有什么区别？
类模板用于创建对象，而函数模板用于创建函数；类模板的参数是类型参数，而函数模板的参数可以是类型参数或值参数。 -
类模板有哪些常见用法？
类模板用于创建容器、算法、数据结构和高级编程技术。 -
C++ STL 中有哪些类模板？
C++ STL 包含许多类模板，包括容器（如vector、list）、算法（如sort、search）和数据结构（如tree、graph）。 -
如何使用类模板？
要使用类模板，请在尖括号中指定模板参数，然后像使用普通类一样使用类模板。
