C++template模板

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函数模板（Function Template）

示例：

类模板（Class Template）

示例：

模板参数（Template Parameters）

非类型模板参数示例：

模板特化（Template Specialization）

示例：

C++ 中的模板（Template）是一种强大的特性，允许程序员编写与类型无关的代码。模板可以用于函数和类，使得代码更加通用和可重用。以下是关于 C++ 模板的一些基本信息和示例：

函数模板（Function Template）

函数模板允许你编写一个可以与任何数据类型一起工作的函数。定义函数模板时，你使用模板参数来代表未知的类型。当编译器遇到对模板函数的调用时，它会根据传递的参数类型生成一个相应类型的函数实例。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个函数模板
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << add(3, 4) << endl;        // 调用模板函数，类型为 int
    cout << add(2.5, 1.5) << endl;    // 调用模板函数，类型为 double
    cout << add(string("Hello, "), string("world!")) << endl; // 调用模板函数，类型为 string
    return 0;
}

类模板（Class Template）

类模板允许你定义一个可以与任何数据类型一起工作的类。与函数模板类似，类模板也使用模板参数来代表未知的类型。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个类模板
template <typename T>
class Box {
private:
    T data;
public:
    Box(T d) : data(d) {} // 构造函数
    T getData() { return data; } // 成员函数
};

int main() {
    Box<int> intBox(123);          // 创建一个类型为 int 的 Box 对象
    Box<string> strBox("Hello");   // 创建一个类型为 string 的 Box 对象

    cout << intBox.getData() << endl;       // 输出 123
    cout << strBox.getData() << endl;       // 输出 Hello

    return 0;
}

模板参数（Template Parameters）

模板参数可以是类型参数（如上例中的 T），也可以是非类型参数（如整数、指针等）。非类型模板参数在模板定义时提供具体的值，并且这些值在模板实例化时是不可变的。

非类型模板参数示例：

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T, int N>
class Array {
private:
    T arr[N];
public:
    void set(int index, T value) {
        if(index >= 0 && index < N) {
            arr[index] = value;
        }
    }
    T get(int index) {
        if(index >= 0 && index < N) {
            return arr[index];
        } else {
            return T(); // 返回一个默认构造的 T 类型对象
        }
    }
};

int main() {
    Array<int, 5> intArray; // 创建一个包含 5 个 int 的 Array 对象
    intArray.set(0, 10);
    intArray.set(1, 20);
    cout << intArray.get(0) << endl; // 输出 10
    cout << intArray.get(1) << endl; // 输出 20

    return 0;
}

模板特化（Template Specialization）

有时你可能需要对某些特定类型提供特殊实现，这时可以使用模板特化。模板特化允许你为特定的模板参数提供不同的实现。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 通用模板
template <typename T>
void print(T t) {
    cout << "Generic template: " << t << endl;
}

// 对 int 类型的特化
template <>
void print<int>(int i) {
    cout << "Specialized template for int: " << i << endl;
}

int main() {
    print(42);        // 调用特化版本
    print(3.14);      // 调用通用版本
    print("hello");   // 调用通用版本

    return 0;
}

C++ 模板提供了极大的灵活性和代码重用性，但也可能带来编译时间的增加和错误消息的复杂性。因此，在使用模板时，需要权衡其带来的好处和潜在的问题。