C++中类模板是一种泛型编程的工具，它允许我们定义一个类，其中一些或全部成员可以接受任意类型。通过使用类模板，我们可以创建可重用的代码，同时增加代码的灵活性和可维护性。下面将介绍类模板的基本概念、使用方法以及注意事项。
一、类模板的基本概念
类模板是一种以类型为参数的函数，它定义了一个类的结构和行为。类模板可以具有任意数量的类型参数，并且每个类型参数都可以在类中的任何位置使用。
类模板的基本语法如下：
cpptemplate <class Type1, class Type2, ...>
class ClassName {
// 类定义
};
其中，ClassName是类的名称，Type1, Type2, … 是类型参数，可以有任意多个。
二、类模板的使用方法
- 定义类模板
定义一个类模板需要使用template关键字，后面跟着类型参数和类定义。例如：
cpptemplate <typename T>
class MyContainer {
public:
void add(T value);
void remove(T value);
size_t count() const;
private:
std::vector<T> container;
};
在这个例子中，我们定义了一个名为MyContainer的类模板，它有一个类型参数T和两个成员函数add()和remove()，以及一个成员变量container。
- 实例化类模板
要使用类模板，我们需要实例化它并为类型参数指定一个具体类型。例如：
cppint main() {
MyContainer<int> intContainer;
intContainer.add(10);
intContainer.add(20);
intContainer.remove(10);
std::cout << intContainer.count() << std::endl; // 输出 1
MyContainer<std::string> stringContainer;
stringContainer.add("Hello");
stringContainer.add("World");
stringContainer.remove("World");
std::cout << stringContainer.count() << std::endl; // 输出 1
}
在这个例子中，我们实例化了MyContainer类模板两次，一次使用int作为类型参数，另一次使用std::string作为类型参数。然后我们使用这些实例来进行一些操作。
- 模板参数推断
C++还提供了一种自动推断类型参数的功能，称为模板参数推断。我们可以使用auto关键字来声明一个变量，该变量的类型将由编译器自动推断。例如：
cpptemplate <typename T>
void printValue(T value) {
std::cout << value << std::endl;
}
int main() {
auto x = 10; // 类型为 int，因为 10 是一个 int 类型的字面量
printValue(x); // 输出 10，因为 x 的类型是 int，所以这里传入的参数类型也是 int
}
在这个例子中，我们定义了一个名为printValue()的函数模板，它接受一个类型为T的参数并打印它的值。在main()函数中，我们使用auto关键字声明了一个变量x，它的类型被自动推断为int。然后我们将x作为参数传递给printValue()函数。由于编译器可以自动推断出参数的类型是int，因此我们可以直接传递变量x而不需要显式指定它的类型。
三、注意事项
在使用类模板时，需要注意以下几点：
- 类模板中的所有类型参数必须具有相同的可见性。也就是说，它们必须是同一个作用域中的标识符。否则会导致编译错误。
- 类模板中的函数默认情况下不会被实例化，除非我们通过实例化类模板来调用它们。如果我们在类模板的定义之外调用一个函数，编译器会提示未定义。因此，我们应该在类模板的定义中实现所有成员函数。
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