C++ 模闆

模闆是泛型程式設計的基礎，泛型程式設計即以一種獨立于任何特定類型的方式編寫代碼。

模闆是建立泛型類或函數的藍圖或公式。庫容器，比如疊代器和算法，都是泛型程式設計的例子，它們都使用了模闆的概念。

每個容器都有一個單一的定義，比如 向量，我們可以定義許多不同類型的向量，比如 vector 或 vector 。

您可以使用模闆來定義函數和類，接下來讓我們一起來看看如何使用。

函數模闆

模闆函數定義的一般形式如下所示：

template <class type> ret-type func-name(parameter list)
{
   // 函數的主體
}           

在這裡，type 是函數所使用的資料類型的占位符名稱。這個名稱可以在函數定義中使用。

下面是函數模闆的執行個體，傳回兩個數中的最大值：

#include <iostream>
#include <string>
 
using namespace std;
 
template <typename T>
inline T const& Max (T const& a, T const& b)
{
    return a < b ? b:a;
}
int main ()
{
 
    int i = 39;
    int j = 20;
    cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl;
 
    double f1 = 13.5;
    double f2 = 20.7;
    cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl;
 
    string s1 = "Hello";
    string s2 = "World";
    cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl;
 
   return 0;
}           

當上面的代碼被編譯和執行時，它會産生下列結果：

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World           

類模闆

正如我們定義函數模闆一樣，我們也可以定義類模闆。泛型類聲明的一般形式如下所示：

template <class type> class class-name {
.
.
.
}           

在這裡，type 是占位符類型名稱，可以在類被執行個體化的時候進行指定。您可以使用一個逗号分隔的清單來定義多個泛型資料類型。

下面的執行個體定義了類 Stack<>，并實作了泛型方法來對元素進行入棧出棧操作：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>
 
using namespace std;
 
template <class T>
class Stack {
  private:
    vector<T> elems;     // 元素
 
  public:
    void push(T const&);  // 入棧
    void pop();               // 出棧
    T top() const;            // 傳回棧頂元素
    bool empty() const{       // 如果為空則傳回真。
        return elems.empty();
    }
};
 
template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem)
{
    // 追加傳入元素的副本
    elems.push_back(elem);   
}
 
template <class T>
void Stack<T>::pop ()
{
    if (elems.empty()) {
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack");
    }
    // 删除最後一個元素
    elems.pop_back();        
}
 
template <class T>
T Stack<T>::top () const
{
    if (elems.empty()) {
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack");
    }
    // 傳回最後一個元素的副本
    return elems.back();     
}
 
int main()
{
    try {
        Stack<int>         intStack;  // int 類型的棧
        Stack<string> stringStack;    // string 類型的棧
 
        // 操作 int 類型的棧
        intStack.push(7);
        cout << intStack.top() <<endl;
 
        // 操作 string 類型的棧
        stringStack.push("hello");
        cout << stringStack.top() << std::endl;
        stringStack.pop();
        stringStack.pop();
    }
    catch (exception const& ex) {
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl;
        return -1;
    }
}           

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack