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C++模板之——类模板详解及代码示例

news 来源：原创 2024/5/7 1:49:29

引言

上一篇文章，我们聊了C++的函数模板，今天我们来聊聊类模板。

一、类模板

1.1 作用

建立一个通用类，类中的成员和数据类型可以不具体指定，使用一个虚拟的类型来代替。
语法：

template<typename T>
类声明或者定义

说明：
template —— 表明要创建类模板。
typename —— 表示一种数据类型，可以用 class 代替， T 就是具体的名称，通常为大写字母。

1.2 代码示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

// 类模板
template<class nameType, class ageType>
class Person{

public:
    Person(nameType name, ageType age){
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }    
    nameType m_name;
    ageType m_age;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Person<string, int> p1("panda", 20);
    std::cout << "p1.name: " << p1.m_name << " p1.age: "<< p1.m_age<< std::endl;
    return 0;
}

1.2 类模板与函数模板的区别

类模板没有自动类型的推到使用方法
类模板可以再模板参数列表中有默认参数类型

// 类模板
template<class nameType, class ageType = int> // ageType类型默认为int
class Person{
public:
    Person(nameType name, ageType age){
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }    
    nameType m_name;
    ageType m_age;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
    Person<string, int> p1("panda", 20);
    std::cout << "p1.name: " << p1.m_name << " p1.age: "<< p1.m_age<< std::endl;
    
    // Person p("panda", 20); // 错误，不能自己推导数据类型
    Person<string> p2("lwang", 20);
    std::cout << "p2.name: " << p2.m_name << " p2.age: "<< p2.m_age<< std::endl;
    return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

1.3 类模板中成员函数创建时机

普通类函数成员一开始就可以创建出来
类模板中的函数成员只有在调用的时候才创建

示例：

class Student{
public:
    void showStudentInfo()
    {
        std::cout << "Student show." << std::endl;
    }
};

class Teacher{
public:
    void showTeacherInfo()
    {
        std::cout << "Teacher show." << std::endl;
    }
};

template<class T>
class Person{
public:
    T obj;

    // 成员函数
    void func1()
    {
        obj.showStudentInfo();
    }

    void func2()
    {
        obj.showTeacherInfo();
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Person<Student> pStu;
    pStu.func1();
    // pStu.func2();  // 在确认Person的T的类型为Student后，编译器发现obj没有func2，编译报错

    Person<Teacher> pTe;
    // pTe.func1(); // 在确认Person的T的类型为Teacher后，编译器发现obj没有func1，编译报错
    pTe.func2();
    return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

1.4 类模板对象作为函数的参数如何传递

类模板实例化出的对象，作为函数的参数传递的方式有三种：

显示指定传入的类型
参数模板化
整个类模板化

template<class nameType, class ageType = int> // ageType类型默认为int
class Person{
public:
    Person(nameType name, ageType age){
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }    
    nameType m_name;
    ageType m_age;
};

void showPerson1(Person<string> &p)
{
    std::cout << "p.name: " << p.m_name << " p.age: "<< p.m_age<< std::endl;
}

template<class T1, class T2>
void showPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
    std::cout << "p.name: " << p.m_name << " p.age: "<< p.m_age<< std::endl;
    // std::cout << "T1 type is: " << typeid(T1).name() << std::endl;
    // std::cout << "T2 type is: " << typeid(T2).name() << std::endl;
}

template<class T>
void showPerson3(T& p)
{
    std::cout << "p.name: " << p.m_name << "   p.age: "<< p.m_age<< std::endl;
    // std::cout << "T type is: " << typeid(T).name() << std::endl;
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    // 1. 显式指定参数类型
    Person<string> p("panda", 20);
    showPerson1(p);

    Person<string, int> p1("lwang", 35);
    // 2. 参数模板化
    showPerson2(p1);

	// 3. 整个类模板化
    Person<string, int> p2("lyz", 18);
    showPerson3(p2);
    return 0;
}