C++如何在语法中使用模板函数和模板类

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发布时间：2025-09-09 12:09:01

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模板函数和类通过template实现泛型编程，支持类型自动推导与显式指定，如max(3,5)或Stack；类模板成员函数需加模板前缀定义；支持多参数template及默认类型typename T=int；模板定义须在头文件中，避免分离编译导致链接错误。

c++如何在语法中使用模板函数和模板类

在C++中，模板函数和模板类是泛型编程的核心工具，允许我们编写与数据类型无关的通用代码。通过模板，可以实现一套代码处理多种类型，提高复用性和灵活性。

模板函数的基本语法与使用

模板函数允许函数对不同数据类型执行相同操作。定义时使用 template 关键字，后跟模板参数列表。

基本语法如下：

template 
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

这里 T 是一个占位类型名，编译器会在调用时根据传入参数自动推导类型。

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调用方式示例：

int x = max(3, 5);           // T 被推导为 int
double y = max(3.5, 4.2);    // T 被推导为 double

也可以显式指定类型：

auto z = max(2.5f, 3.1f);

模板类的基本语法与使用

模板类用于定义通用类结构，比如标准库中的 std::vector 和 std::pair 都是模板类。

定义方式如下：

template 
class Stack {
private:
    std::vector elements;
public:
    void push(const T& value);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const;
};

成员函数可以在类外定义，但需要带上模板前缀：

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template 
void Stack::push(const T& value) {
    elements.push_back(value);
}

使用时需指定具体类型：

Stack intStack;
Stack stringStack;

intStack.push(10);
stringStack.push("hello");

多个模板参数与默认类型

模板可以有多个参数，适用于更复杂的场景。

template 
class Pair {
public:
    T first;
    U second;
    Pair(T f, U s) : first(f), second(s) {}
};

使用示例：

Pair p(1, "one");

还可以为模板参数设置默认类型：

template 
class Container {
    T value;
};
// 使用默认类型
Container<> c;  // 等价于 Container

注意事项与常见问题

模板的定义（包括函数和类成员函数）通常要放在头文件中，因为编译器需要在编译时看到完整定义才能实例化模板。

模板不支持分离编译，即声明在 .h，定义在 .cpp 会导致链接错误，除非使用显式实例化。

类型参数可以用 class 或 typename，两者在大多数情况下可互换，推荐使用 typename 表示类型参数。

基本上就这些。掌握模板函数和模板类的语法，就能写出灵活、高效的通用代码。实际使用中注意类型推导和实例化时机即可。

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