C++ 模板(template)

C++中提供了模板(template)机制，方便程序员对代码进行复用。例如C++中，你定义一个函数printArray，传入一个数组，然后将数组中的元素输出。虽然你可以用函数重载，但是每一种情况你都要编写一个函数，造成代码的冗余；模板机制只需要你编写一个函数，就可以实现对所有基本类型的数组元素进行输出，使得程序更为精简、美观。

模板函数模板和类模板：

函数模板使程序员能够用单段代码指定相关（重载）函数的全部范围，称为函数模板特殊化；

类模板使程序员能够用单段代码指定相关类的全部范围，称为类模板特殊化。

一、函数模板

所有的函数模板定义都从关键字template开始，后面接它的模板参数表，列表位于一对尖括号（< 和 >）中。表示类型的每个模板参数，其前面必须带有关键字class或者typename（二者可互换），如：

template <typename T>
或	template <class T>
或	template <typename T1,typename T2>

注意：typename和class，实际上是表示“任何内置类型或用户自定义类型”。

模板参数的名称只能在模板头的模板参数表中声明一次，但可以在函数头和函数体中反复使用。不同函数模板中的模板参数名称，并不是要求是唯一的。

函数模板举例：

// testTemplate.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
template <typename T>
void printArray(const T * const array,int count)
{
for (int i = 0; i < count; i++)
cout << array[i] <<" ";
cout << endl;
}
int main()
{
const int COUNT_A = 4;
const int COUNT_B = 5;
const int COUNT_C = 6;
int a[COUNT_A] = {2,3,4,5};
float b[COUNT_B] = {1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6};
char c[COUNT_C] = "TOVEY";
printArray(a, COUNT_A);
printArray(b, COUNT_B);
printArray(c, COUNT_C);
return 0;
}

程序输出结果：

二、类模板

类模板的定义和函数模板差不多，格式与传统的类格式相近，需要在前面使用模板头，格式为：(假设定义一个Array类)

template <typename T>
class Array
{
…
};

其中指定了一个使用类型参数T的类模板定义，T充当要创建的Array类的类型占位符。在Array类的头文件和成员函数定义中，Array中的元素类型被一般化地用T表示。

类模板的成员函数定义就是函数模板。

类模板举例：

// Array.h
#ifndef ARRAY_H
#define ARRAY_H
template <typename T>
class Array
{
public:
Array(int = 10);
~Array()
{
delete [] arrayPtr;
}

bool setElement(const T &, int);
bool printElement(int);

bool printArray();

private:
int size;
T *arrayPtr;
};
template <typename T>
Array< T >::Array(int s)
{
size = s > 0 ? s : 10;
arrayPtr = new T[size];
}
template <typename T>
bool Array< T >::setElement(const T & value,int n)
{
if ( n < size)
{
arrayPtr[ n ] = value;
return true;
}

return false;
}
template <typename T>
bool Array< T >::printElement(int n)
{
if ( n < size)
{
cout << arrayPtr
;
return true;
}

return false;
}
template <typename T>
bool Array< T >::printArray()
{
for (int i = 0; i < size; i++)
{
printElement(i);
cout << " ";
}
cout << endl;
}
#endif

// main.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#include "Array.h"
template <typename T>
void testArray(
Array<T> &theArray,
T value,
T increment,
const string arrayName)
{
int i = 0;

while(theArray.setElement(value, i))
{
value += increment;
i ++;
}

cout << "\nOutput the elements of " << arrayName << " :\n\t";
theArray.printArray();
}

int main()
{
Array< int > intArray(5);
Array< double > doubleArray(7);

testArray(intArray, 1, 2, "intArray");
testArray(doubleArray, 7.7, -1.1, "doubleArray");
return 0;
}

程序运行结果：