C++类模板详解（从零开始掌握C++泛型编程与类模板实例化）

基本语法：如何定义一个类模板？

定义类模板的基本语法如下：

template <typename T>class MyClass {private:    T value;  // T 是一个占位符，代表任意类型public:    MyClass(T v) : value(v) {}    T getValue() const {        return value;    }    void setValue(T v) {        value = v;    }};

这里，template <typename T> 告诉编译器：这是一个模板，其中 T 是一个类型参数。你也可以用 class T 代替 typename T，两者在大多数情况下等价。

如何使用类模板？——类模板实例化

使用类模板时，你需要指定具体的类型，这个过程叫做类模板实例化。例如：

#include <iostream>#include <string>int main() {    // 实例化一个 int 类型的 MyClass    MyClass<int> intObj(42);    std::cout << "Integer value: " << intObj.getValue() << std::endl;    // 实例化一个 string 类型的 MyClass    MyClass<std::string> strObj("Hello, Template!");    std::cout << "String value: " << strObj.getValue() << std::endl;    return 0;}

编译器会为 MyClass<int> 和 MyClass<std::string> 分别生成两个独立的类。这种机制既保证了类型安全，又避免了代码重复。

多个模板参数

类模板可以接受多个类型参数，例如：

template <typename K, typename V>class Pair {private:    K key;    V value;public:    Pair(K k, V v) : key(k), value(v) {}    K getKey() const { return key; }    V getValue() const { return value; }};// 使用Pair<int, std::string> p(1, "Apple");

注意事项与常见误区

• 类模板的定义通常放在头文件（.h 或 .hpp）中，因为编译器需要在编译时看到完整的模板定义才能进行实例化。
• 不要将模板的声明和实现分开写在 .h 和 .cpp 文件中（除非使用显式实例化），否则会导致链接错误。
• 模板不是万能的！过度使用可能导致代码膨胀（每个实例化都会生成新代码）和编译时间变长。

总结

通过本教程，我们学习了：C++类模板的基本语法、如何进行类模板实例化、多参数模板的使用，以及实际开发中的注意事项。掌握这些知识，你就已经迈入了C++泛型编程的大门。

记住，模板编程是C++高级特性的重要组成部分，也是STL（标准模板库）的基础。多加练习，你会越来越熟练！