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【c++】模板2—类模板

news 2025/9/15 13:01:54

文章目录

类模板语法
类模板与函数模板区别
类模板中成员函数常见时机
类模板对象做函数参数
类模板与继承
类模板成员函数类外实现
类模板分文件编写
类模板与友元

类模板语法

类模板作用：
建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
类

解释：
template—声明创建模板
typename—表明其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T—通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>template<class nameT,class ageT>
class person
{
public:person(nameT name, ageT age){this->m_name = name;this->m_age = age;}void showperson(){cout << "name：" << this->m_name << endl;cout << "age：" << this->m_age << endl;}nameT m_name;ageT m_age;
};void test()
{//通过类模板来实例化对象//指定nametype为string类型，agetype为int类型person<string, int> p1("张三", 18);p1.showperson();
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

类模板与函数模板区别

1、类模板没有自动类型推导的使用方式；
2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>template<class nameT,class ageT=int>
class person
{
public:person(nameT name, ageT age){this->m_name = name;this->m_age = age;}void showperson(){cout << "name：" << this->m_name << endl;cout << "age：" << this->m_age << endl;}nameT m_name;ageT m_age;
};//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test1()
{//person p("张三", 18);//错误！类模板使用时，不可以用自动类型推导person<string, int>p("张三", 18);//必须使用显示指定类型的方式，使用类模板p.showperson();
}//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test2()
{person<string>p("李四",10);//类模板中的模板参数列表可以指定默认参数p.showperson();
}int main()
{test1();test2();system("pause");return 0;
}

类模板中成员函数常见时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：
1、普通类中成员函数一开始就可以创建；
2、类模板中成员函数在调用时才创建。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>class person1
{
public:void showperson1(){cout << "person1 show" << endl;}
};
class person2
{
public:void showperson2(){cout << "person2 show" << endl;}
};template<class T>
class myclass
{
public:T obj;//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成void func1(){obj.showperson1();}void func2(){obj.showperson2();}
};void test()
{myclass<person1>m;m.func1();//m.func2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数，这行myclass<person1>m;的person1改成person2就可以编译成功
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

类模板对象做函数参数

类模板实例化出的对象，可以通过三种方式向函数中进行传参：
1、指定传入的类型——直接显示对象的数据类型；
2、参数模板化——将对象中的参数变为模板进行传参；
3、整个类模板化——将这个对象类型模板化进行传递。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>template<class T1,class T2>
class person
{
public:person(T1 name, T2 age){this->m_name = name;this->m_age = age;}void showperson(){cout << "name：" << this->m_name << endl;cout << "age：" << this->m_age << endl;}T1 m_name;T2 m_age;
};//1、指定传入类型
void printperson1(person<string, int>& p)
{p.showperson();
}
void test1()
{person<string, int>p("张三", 18);printperson1(p);
}//2、参数模板化
template<class T1,class T2>
void printperson2(person<T1, T2>& p)
{p.showperson();cout << "T1的类型：" << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型：" << typeid(T2).name() << endl;
}
void test2()
{person<string, int>p("李四", 19);printperson2(p);
}//3、整个类模板化
template<class T>
void printperson3(T& p)
{p.showperson();cout << "T的类型：" << typeid(T).name() << endl;
}
void test3()
{person<string, int>p("王五", 20);printperson3(p);
}int main()
{test1();test2();test3();system("pause");return 0;
}

类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意以下几点：
1、当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型；
2、如果不指定，编译器无法给子类分配内存；
3、如果想灵活指定出父类中T1的类型，子类也需编程类模板。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>template<class T>
class dad
{T m;
};//class son1 :public dad//错误！必须要知道父类中的T类型，才能继承给子类
class son1 :public dad<int>//必须指定一个类型
{
};//如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变类模板
template<class T1,class T2>
class son2 :public dad<T2>
{
public:son2(){cout << "T1的类型：" << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型：" << typeid(T2).name() << endl;}
};void test()
{son1 s1;son2<int, char>s2;
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

类模板成员函数类外实现

类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>//类内实现
template<class T1, class T2>
class person1
{
public:person1(T1 name, T2 age){this->m_name = name;this->m_age = age;}void showperson1(){cout << "姓名：" << this->m_name << endl;cout << "年龄：" << this->m_age << endl;}T1 m_name;T2 m_age;
};//类外实现
template<class T1, class T2>
class person2
{
public:person2(T1 name, T2 age);void showperson2();T1 m_name;T2 m_age;
};//构造函数类外实现
template<class T1, class T2>
person2<T1, T2>::person2(T1 name, T2 age)
{this->m_name = name;this->m_age = age;
}//成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
void person2<T1, T2>::showperson2()
{cout << "姓名：" << this->m_name << endl;cout << "年龄：" << this->m_age << endl;
}void test()
{person2<string, int>p("张三", 18);p.showperson2();
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

类模板分文件编写

问题：
类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到。

解决：
解决方式1：直接包含.cpp源文件；
解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制的。

第一种解决方式：

main.cpp文件

#include<iostream>
using namespace std;//第一种解决方式：直接包含源文件
#include"person.cpp"void test()
{person<string, int>p("张三", 18);p.showperson();
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

person.h文件

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;#include<string>
template<class T1, class T2>
class person
{
public:person(T1 name, T2 age);void showperson();T1 m_name;T2 m_age;
};

person.cpp文件

#include"person.h"template<class T1, class T2>
person<T1, T2>::person(T1 name, T2 age)
{this->m_name = name;this->m_age = age;
}template<class T1, class T2>
void person<T1, T2>::showperson()
{cout << "name：" << this->m_name << endl;cout << "age：" << this->m_age << endl;
}

第二种解决方式：