c++中类模板的使用
C++中的类模板（Class Template）是一种用于创建通用类的机制，它允许我们编写与类型无关的类，从而使代码更加泛型化和重用性更高。通过使用类模板，我们可以在不改变代码的情况下处理不同的数据类型。
一、类模板的基本语法
template <typename T>
class ClassName {// 类的成员变量和函数
};
template：声明这是一个模板。<typename T>：定义模板参数，T是一个占位符，表示类型。
示例：
template <typename T>
class MyClass {
public:MyClass(T value) : data(value) {}void display() const {std::cout << data << std::endl;}
private:T data;
};
二、类模板的使用
当我们需要使用类模板时，需要在类名后面指定实际的类型参数。
示例：
int main() {MyClass<int> intObj(10);intObj.display(); // 输出：10MyClass<std::string> strObj("Hello");strObj.display(); // 输出：Helloreturn 0;
}
三、类模板的成员函数定义
类模板的成员函数可以在类内或类外定义。
类外定义示例：
template <typename T>
class MyClass {
public:MyClass(T value);void display() const;
private:T data;
};template <typename T>
MyClass<T>::MyClass(T value) : data(value) {}template <typename T>
void MyClass<T>::display() const {std::cout << data << std::endl;
}
注意：在类外定义成员函数时，需要在函数名前加上template <typename T>，并在类名后加上<T>。
四、类模板的特化
1. 全特化
针对特定类型提供特殊实现。
// 通用模板
template <typename T>
class MyClass {// 通用实现
};// 针对int类型的特化
template <>
class MyClass<int> {// 针对int的实现
};
2. 部分特化
对一部分模板参数进行特化。
template <typename T>
class MyClass<T*> {// 针对指针类型的实现
};
五、类模板的继承
类模板可以继承自普通类或另一个类模板。
template <typename T>
class Base {// 基类内容
};template <typename T>
class Derived : public Base<T> {// 派生类内容
};
六、类模板与友元
在类模板中声明友元时，需要注意模板参数的使用。
template <typename T>
class MyClass {friend void friendFunction<>(MyClass<T>);// ...
};
七、示例：实现一个通用的数组类
template <typename T>
class Array {
public:Array(int size) : size(size) {data = new T[size];}~Array() {delete[] data;}T& operator[](int index) {return data[index];}
private:T* data;int size;
};int main() {Array<int> intArray(5);for (int i = 0; i < 5; ++i) {intArray[i] = i * 10;}for (int i = 0; i < 5; ++i) {std::cout << intArray[i] << " "; // 输出：0 10 20 30 40}return 0;
}
八、注意事项
- 模板的实现通常放在头文件中：因为模板是在编译时实例化的，所以实现需要在头文件中可见。
- 不能对模板参数类型进行自动推导：使用类模板时，必须显式指定模板参数类型。
- 编译器错误信息可能较复杂：模板错误可能导致难以理解的编译错误信息，需要耐心调试。
九、总结
类模板是C++提供的强大工具，能够让我们编写通用的、类型无关的代码。通过类模板，可以提高代码的重用性，减少重复劳动。在使用过程中，需要熟悉模板的语法和特性，以充分发挥其优势。