C++模板知识点总结

模板是C++语言中非常强大的特性之一，它允许我们编写泛型代码，从而能够处理不同数据类型的通用算法和数据结构。C++模板主要包括函数模板和类模板。以下是对C++模板相关知识点的总结。

1. 什么是模板

模板是一种通用的代码结构，能够根据具体的类型生成相应的代码。在C++中，模板分为函数模板和类模板。

2. 函数模板

函数模板允许我们编写与数据类型无关的函数。模板参数可以是类型参数，也可以是非类型参数。

定义函数模板：

template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}

使用函数模板：

int main() {int a = 5, b = 10;double x = 5.5, y = 10.5;std::cout << add(a, b) << std::endl;   // 输出 15std::cout << add(x, y) << std::endl;   // 输出 16.0return 0;
}

3. 类模板

类模板允许我们创建与数据类型无关的类。

定义类模板：

template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() {return value;}
};

使用类模板：

int main() {Box<int> intBox(123);Box<double> doubleBox(456.78);std::cout << intBox.getValue() << std::endl;   // 输出 123std::cout << doubleBox.getValue() << std::endl; // 输出 456.78return 0;
}

4. 模板特化

模板特化是指为特定类型提供专门化的实现。当需要对某个特定类型进行特殊处理时，可以使用模板特化。

定义模板特化：

template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() {return value;}
};// 为 `char*` 类型提供特化
template <>
class Box<char*> {
private:char* value;
public:Box(char* v) : value(v) {}const char* getValue() {return value;}
};

使用模板特化：

int main() {Box<int> intBox(123);Box<char*> strBox("Hello");std::cout << intBox.getValue() << std::endl;    // 输出 123std::cout << strBox.getValue() << std::endl;    // 输出 Helloreturn 0;
}

5. 模板的默认参数

模板参数可以有默认值，当不指定模板参数时，会使用默认值。

定义带默认参数的模板：

template <typename T = int>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() {return value;}
};

使用带默认参数的模板：

int main() {Box<> intBox(123);   // 使用默认的 `int` 类型Box<double> doubleBox(456.78);std::cout << intBox.getValue() << std::endl;    // 输出 123std::cout << doubleBox.getValue() << std::endl; // 输出 456.78return 0;
}

6. 变量模板（C++14）

变量模板允许我们定义模板化的变量。

定义变量模板：

template <typename T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385);

使用变量模板：

int main() {std::cout << pi<float> << std::endl;   // 输出 3.14159std::cout << pi<double> << std::endl;  // 输出 3.14159std::cout << pi<long double> << std::endl; // 输出 3.14159return 0;
}