14.模板及其实现-灵析社区

1.模板：创建类或者函数的蓝图或者公式，分为函数模板和类模板。

实现方式：模板定义以关键字 template 开始，后跟一个模板参数列表。

模板参数列表不能为空；

模板类型参数前必须使用关键字 class 或者 typename，在模板参数列表中这两个关键字含义相同，可互换使用。

C++

template <typename T, typename U, ...>

2.函数模板：通过定义一个函数模板，可以避免为每一种类型定义一个新函数。

对于函数模板而言，模板类型参数可以用来指定返回类型或函数的参数类型，以及在函数体内用于变量声明或类型转换。
函数模板实例化：当调用一个模板时，编译器用函数实参来推断模板实参，从而使用实参的类型来确定绑定到模板参数的类型。

C++

#include<iostream>

using namespace std;

template <typename T>
T add_fun(const T & tmp1, const T & tmp2){
    return tmp1 + tmp2;
}

int main(){
    int var1, var2;
    cin >> var1 >> var2;
    cout << add_fun(var1, var2);

    double var3, var4;
    cin >> var3 >> var4;
    cout << add_fun(var3, var4);
    return 0;
}

3.类模板：类似函数模板，类模板以关键字 template 开始，后跟模板参数列表。但是，编译器不能为类模板推断模板参数类型，需要在使用该类模板时，在模板名后面的尖括号中指明类型。

C++

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
class Complex
{
public:
    //构造函数
    Complex(T a, T b)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }

    //运算符重载
    Complex<T> operator+(Complex &c)
    {
        Complex<T> tmp(this->a + c.a, this->b + c.b);
        cout << tmp.a << " " << tmp.b << endl;
        return tmp;
    }

private:
    T a;
    T b;
};

int main()
{
    Complex<int> a(10, 20);
    Complex<int> b(20, 30);
    Complex<int> c = a + b;

    return 0;
}

4.变量模板：

在 C++14 以后，变量也可以参数化为特定的类型，这称为变量模板。

C++

template<typename T> 
constexpr T pi = T{3.141592653589793238462643383L}; // (Almost) from std::numbers::pi

使用变量模板时，必须显式地指定它的类型：

C++

std::cout << pi<double> << '\n';
std::cout << pi<float> << '\n';

5.函数重载与模板的区别:

函数重载和模板都是面向对象多态特性的例子。当多个函数执行非常相似（不相同）的操作时使用函数重载，当多个函数执行相同操作时使用模板，函数模板也可以重载。当模板类或者模板函数中含有静态变量时，则每个模板的实例类型都含有一个静态成员。

C++

template <class T>
class A { 
  public: 
	static T val; 
}; 
A<int> a; // 含有静态成员 int val;
A<string> b; // 含有静态成员 string val;