C++ 模板編程是一種編程范式,它允許程序員在不知道數據類型的情況下編寫通用的代碼。模板編程基于 C++ 的泛型編程,泛型編程是指編寫可以處理多種數據類型的通用代碼。C++ 模板提供了兩種主要形式:類模板和函數模板。
類模板允許你創建一個可以處理多種數據類型的類。類模板的語法如下:
template <typename T>
class ClassName {
// 類成員和方法的定義
};
在這里,typename T
是一個占位符,表示任何類型。當你實例化一個類模板時,你需要指定一個具體的類型來替換 T
。例如:
int main() {
ClassName<int> intClass; // 使用 int 類型實例化類模板
ClassName<double> doubleClass; // 使用 double 類型實例化類模板
return 0;
}
函數模板允許你創建一個可以處理多種數據類型的函數。函數模板的語法如下:
template <typename T>
T functionName(T arg1, T arg2) {
// 函數實現
}
與類模板類似,typename T
是一個占位符,表示任何類型。當你調用一個函數模板時,你需要指定一個具體的類型來替換 T
。例如:
int main() {
int intResult = functionName<int>(1, 2); // 使用 int 類型實例化函數模板
double doubleResult = functionName<double>(1.0, 2.0); // 使用 double 類型實例化函數模板
return 0;
}
C++ 模板編程的原理是基于編譯時的類型推導和代碼生成。當編譯器遇到類模板或函數模板時,它會為每個實例化的類型生成相應的代碼。這個過程稱為模板實例化。
模板實例化分為兩種:全實例化和部分實例化。全實例化是指為所有可能的類型生成代碼,而部分實例化是指只為用戶指定的類型生成代碼。
模板編程的優勢在于它可以提高代碼的復用性和可維護性,同時保持類型安全。然而,模板編程也可能導致編譯時間增加,因為編譯器需要為每個實例化的類型生成代碼。