C++ 函数库和标准模板库如何实现泛型编程？

c++ 函数库和 stl 实现了泛型编程：函数模板定义通用函数，可针对任何类型实例化。类模板定义通用类，同样可针对任何类型实例化。stl 算法提供通用操作，利用泛型函数库和类模板。实战示例展示如何使用模板和算法处理不同类型几何图形。

用 C++ 函数库和标准模板库 (STL) 实现泛型编程

泛型编程是一种独立于特定数据类型的编程范例。通过编写通用代码，泛型编程可以提升代码的可复用性和灵活性。C++ 函数库和 STL 提供了强大的工具，使泛型编程成为可能。

函数模板

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函数模板用于定义通用函数，它可以针对任何数据类型进行实例化。函数模板的语法如下：

template 
void myFunction(T value) {
    // ...
}

例如，我们可以定义一个打印任何类型值的函数：

template 
void printValue(T value) {
    std::cout << value << std::endl;
}

类模板

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类模板用于定义通用类，它可以针对任何数据类型进行实例化。类模板的语法如下：

template 
class myClass {
    // ...
};

例如，我们可以定义一个表示任意类型的列表的类：

template 
class myList {
    std::vector elements;
};

STL 算法

STL 提供了一组通用算法，可用于对各种数据类型进行处理。这些算法利用泛型函数库和类模板来实现泛型操作。例如，std::find() 函数可以在任何类型序列中查找指定元素：

std::vector numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
auto found = std::find(numbers.begin(), numbers.end(), 3);

实战示例

考虑一个用来处理不同形状的几何图形的程序。我们可以使用函数模板和类模板来创建一种泛型的图形类：

template 
class Shape {
public:
    virtual double calculateArea() = 0;
    virtual std::string getType() = 0;
};

template 
class Square : public Shape {
public:
    T side;
    Square(T side) : side(side) {}

    double calculateArea() override {
        return side * side;
    }

    std::string getType() override {
        return "Square";
    }
};

template 
class Circle : public Shape {
public:
    T radius;
    Circle(T radius) : radius(radius) {}

    double calculateArea() override {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }

    std::string getType() override {
        return "Circle";
    }
};

// ...

然后，我们可以使用 STL 算法来迭代图形集合并计算它们总面积：

double calculateTotalArea(std::vector>& shapes) {
    double totalArea = 0;
    for (auto& shape : shapes) {
        totalArea += shape.calculateArea();
    }
    return totalArea;
}

int main() {
    std::vector> shapes;
    shapes.push_back(Square(3.0));
    shapes.push_back(Circle(2.0));

    double totalArea = calculateTotalArea(shapes);
    std::cout << "Total area: " << totalArea << std::endl;

    return 0;
}