C++类模板template <class T>简单使用方法

一个简单的例子 两个数比大小

  • 如果两个数都是int类型

class Compare_int
{
public :Compare(int a,int b){x=a;y=b;}int max( ){return (x>y)?x:y;}int min( ){return (x<y)?x:y;}
private :int x,y;
};
  • 如果两个数是float类型

class Compare_float
{
public :Compare(float a,float b){x=a;y=b;}float max( ){return (x>y)?x:y;}float min( ){return (x<y)?x:y;}
private :float x,y;
}
  • 仅仅是因为参数的类型不一致,就得重新写一个函数来比较大小,这个过程是极其繁琐的,因此引出模板

声明模板

template <class numtype> //声明一个模板,虚拟类型名为numtype
class Compare //类模板名为Compare
{
public :Compare(numtype a,numtype b){x=a;y=b;}numtype max( ){return (x>y)?x:y;}numtype min( ){return (x<y)?x:y;}
private :numtype x,y;
};

与先前不使用模板之间的区别

  • 声明类模板时要增加一行    template <class 类型参数名> template意思是“模板”,是声明类模板时必须写的关键字。在template后面的尖括号内的内容为模板的参数表列,关键字class表示其后面的是类型参数。在本例中numtype就是一个类型参数名。这个名宇是可以任意取的,只要是合法的标识符即可。这里取numtype只是表示“数据类型”的意思而已。此时,mimtype并不是一个已存在的实际类型名,它只是一个虚拟类型参数名。在main函数使用的时候将被一个实际的类型名取代,比如int、float、double类型
  • 原有的类型名int换成虚拟类型参数名numtype。 在建立类对象时,如果将实际类型指定为int型,编译系统就会用int取代所有的numtype,如果指定为float型,就用float取代所有的numtype。这样就能实现“一类多用”。
  • 由于类模板包含类型参数,因此又称为参数化的类。如果说类是对象的抽象,对象是类的实例,则类模板是类的抽象,类是类模板的实例。 利用类模板可以建立含各种数据类型的类。

使用

  • Compare <int> cmp(4,7); 即在类模板名之后在尖括号内指定实际的类型名,在进行编译时,编译系统就用int取代类模板中的类型参数numtype,这样就把类模板具体化了,或者说实例化了。这时Compare<int>就相当于前面介绍的Compare_int类。
  • 然后就可以使用std::cout << cmp.max() <<std::endl; 输出其内部定义的函数
  • [例] 声明一个类模板,利用它分别实现两个整数、浮点数和字符的比较,求出大数和小数。

注意事项

  • 还有一个问题要说明: 上面列出的类模板中的成员函数是在类模板内定义的。如果改为在类模板外定义,不能用一般定义类成员函数的形式:
  • numtype Compare::max( ) {…} //不能这样定义类模板中的成员函数,而应当写成类模板的形式:
template <class numtype>numtype Compare<numtype>::max( ){return (x>y)?x:y;}
  • 上面第一行表示是类模板,第二行左端的numtype是虚拟类型名,后面的Compare <numtype>是一个整体,是带参的类。表示所定义的max函数是在类Compare <numtype>的作用域内的。在定义对象时,用户当然要指定实际的类型(如int),进行编译时就会将类模板中的虚拟类型名numtype全部用实际的类型代替。这样Compare <numtype >就相当于一个实际的类。

总结

  • 归纳以上的介绍,可以这样声明和使用类模板:
    1) 先写出一个实际的类。由于其语义明确,含义清楚,一般不会出错。
    2) 将此类中准备改变的类型名(如int要改变为float或char)改用一个自己指定的虚拟类型名(如上例中的numtype)。
    3) 在类声明前面加入一行,格式为:
        template <class 虚拟类型参数>
    如:
        template <class numtype> //注意本行末尾无分号
        class Compare
        {…}; //类体
    4) 用类模板定义对象时用以下形式:
        类模板名<实际类型名> 对象名;
        类模板名<实际类型名> 对象名(实参表列);
    如:
        Compare<int> cmp;
        Compare<int> cmp(3,7);
    5) 如果在类模板外定义成员函数,应写成类模板形式:
       template <class 虚拟类型参数>
       函数类型 类模板名<虚拟类型参数>::成员函数名(函数形参表列) {…}

关于类模板的几点说明:

  • 1) 类模板的类型参数可以有一个或多个,每个类型前面都必须加class,如:
  • template <class T1,class T2>
  • class someclass{…};
  • 在定义对象时分别代入实际的类型名,如:someclass<int,double> obj;
  • 2) 和使用类一样,使用类模板时要注意其作用域,只能在其有效作用域内用它定义对象。
  • 3) 模板可以有层次,一个类模板可以作为基类,派生出派生模板类。有关这方面的知识实际应用较少,本教程暂不作介绍,感兴趣的同学可以自行学习。

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