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C++类Class Template

时间:2020-09-06 15:03:04 C语言 我要投稿

C++类模板(Class Template)

  C++ 除了支持函数模板,还支持类模板(Class Template)。函数模板中定义的类型参数可以用在函数声明和函数定义中,类模板中定义的类型参数可以用在类声明和类实现中。类模板的目的同样是将数据的类型参数化。一起来学习一下吧!

  声明类模板的语法为:

  templateclass 类名{

    //TODO:

  };

  类模板和函数模板都是以 template 开头(当然也可以使用 class,目前来讲它们没有任何区别),后跟类型参数;类型参数不能为空,多个类型参数用逗号隔开。

  一但声明了类模板,就可以将类型参数用于类的成员函数和成员变量了。换句话说,原来使用 int、float、char 等内置类型的地方,都可以用类型参数来代替。

  假如我们现在要定义一个类来表示坐标,要求坐标的数据类型可以是整数、小数和字符串,例如:

  x = 10、y = 10

  x = 12.88、y = 129.65

  x = "东京180度"、y = "北纬210度"

  这个时候就可以使用类模板,请看下面的代码:

  template//这里不能有分号

  class Point{

  public:

    Point(T1 x, T2 y): m_x(x), m_y(y){ }

  public:

    T1 getX() const; //获取x坐标

    void setX(T1 x); //设置x坐标

    T2 getY() const; //获取y坐标

    void setY(T2 y); //设置y坐标

  private:

    T1 m_x; //x坐标

    T2 m_y; //y坐标

  };

  x 坐标和 y 坐标的数据类型不确定,借助类模板可以将数据类型参数化,这样就不必定义多个类了。

  注意:模板头和类头是一个整体,可以换行,但是中间不能有分号。

  上面的'代码仅仅是类的声明,我们还需要在类外定义成员函数。在类外定义成员函数时仍然需要带上模板头,格式为:

  template

  返回值类型 类名<类型参数1 ...="">::函数名(形参列表){

    //TODO:

  }

  第一行是模板头,第二行是函数头,它们可以合并到一行,不过为了让代码格式更加清晰,一般是将它们分成两行。

  下面就对 Point 类的成员函数进行定义:

  template//模板头

  T1 Point::getX() const /*函数头*/ {

    return m_x;

  }

  template

  void Point::setX(T1 x){

    m_x = x;

  }

  template

  T2 Point::getY() const{

    return m_y;

  }

  template

  void Point::setY(T2 y){

    m_y = y;

  }

  请读者仔细观察代码,除了 template 关键字后面要指明类型参数,类名 Point 后面也要带上类型参数,只是不加 typename 关键字了。另外需要注意的是,在类外定义成员函数时,template 后面的类型参数要和类声明时的一致。

  使用类模板创建对象

  上面的两段代码完成了类的定义,接下来就可以使用该类创建对象了。使用类模板创建对象时,需要指明具体的数据类型。请看下面的代码:

  Pointp1(10, 20);

  Pointp2(10, 15.5);

  Pointp3(12.4, "东京180度");

  与函数模板不同的是,类模板在实例化时必须显式地指明数据类型,编译器不能根据给定的数据推演出数据类型。

  除了对象变量,我们也可以使用对象指针的方式来实例化:

  Point*p1 = new Point(10.6, 109.3);

  Point*p = new Point("东京180度", "北纬210度");

  需要注意的是,赋值号两边都要指明具体的数据类型,且要保持一致。下面的写法是错误的:

  //赋值号两边的数据类型不一致

  Point*p = new Point(10.6, 109);

  //赋值号右边没有指明数据类型

  Point*p = new Point(10.6, 109);

  综合示例

  将上面的类定义和类实例化的代码整合起来,构成一个完整的示例,如下所示:

  #include

  using namespace std;

  template//这里不能有分号

  class Point{

  public:

    Point(T1 x, T2 y): m_x(x), m_y(y){ }

  public:

    T1 getX() const; //获取x坐标

    void setX(T1 x); //设置x坐标

    T2 getY() const; //获取y坐标

    void setY(T2 y); //设置y坐标

  private:

    T1 m_x; //x坐标

    T2 m_y; //y坐标

  };

  template//模板头

  T1 Point::getX() const /*函数头*/ {

    return m_x;

  }

  template

  void Point::setX(T1 x){

    m_x = x;

  }

  template

  T2 Point::getY() const{

    return m_y;

  }

  template

  void Point::setY(T2 y){

    m_y = y;

  }

  int main(){

    Pointp1(10, 20);

    cout<<"x="<<p1.getX()<<", y="<<p1.getY()<<endl;

    Pointp2(10, "东京180度");

    cout<<"x="<<p2.getX()<<", y="<<p2.getY()<<endl;

    Point*p3 = new Point("东京180度", "北纬210度");

    cout<<"x="<getX()<<", y="<getY()<<endl;

    return 0;

  }

  运行结果:

  x=10, y=20

  x=10, y=东京180度

  x=东京180度, y=北纬210度

  在定义类型参数时我们使用了 class,而不是 typename,这样做的目的是让读者对两种写法都熟悉。

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