C++類模板（Class Template）

C++ 除了支持函數模板，還支持類模板（Class Template）。函數模板中定義的類型參數可以用在函數聲明和函數定義中，類模板中定義的類型參數可以用在類聲明和類實現中。類模板的目的同樣是將數據的類型參數化。一起來學習一下吧！

　聲明類模板的語法為：

templateclass 類名{

//TODO:

};

類模板和函數模板都是以 template 開頭（當然也可以使用 class，目前來講它們沒有任何區別），後跟類型參數；類型參數不能為空，多個類型參數用逗號隔開。

一但聲明瞭類模板，就可以將類型參數用於類的成員函數和成員變量了。換句話説，原來使用 int、float、char 等內置類型的地方，都可以用類型參數來代替。

假如我們現在要定義一個類來表示座標，要求座標的數據類型可以是整數、小數和字符串，例如：

x = 10、y = 10

x = 12.88、y = 129.65

x = "東京180度"、y = "北緯210度"

這個時候就可以使用類模板，請看下面的代碼：

template//這裏不能有分號

class Point{

public:

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

public:

T1 getX() const; //獲取x座標

void setX(T1 x); //設置x座標

T2 getY() const; //獲取y座標

void setY(T2 y); //設置y座標

private:

T1 m_x; //x座標

T2 m_y; //y座標

};

x 座標和 y 座標的數據類型不確定，藉助類模板可以將數據類型參數化，這樣就不必定義多個類了。

注意：模板頭和類頭是一個整體，可以換行，但是中間不能有分號。

上面的代碼僅僅是類的聲明，我們還需要在類外定義成員函數。在類外定義成員函數時仍然需要帶上模板頭，格式為：

template

返回值類型 類名<類型參數1 ...="">::函數名(形參列表){

//TODO:

}

第一行是模板頭，第二行是函數頭，它們可以合併到一行，不過為了讓代碼格式更加清晰，一般是將它們分成兩行。

下面就對 Point 類的成員函數進行定義：

template//模板頭

T1 Point::getX() const /*函數頭*/ {

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;

}

請讀者仔細觀察代碼，除了 template 關鍵字後面要指明類型參數，類名 Point 後面也要帶上類型參數，只是不加 typename 關鍵字了。另外需要注意的是，在類外定義成員函數時，template 後面的類型參數要和類聲明時的一致。

使用類模板創建對象

上面的兩段代碼完成了類的定義，接下來就可以使用該類創建對象了。使用類模板創建對象時，需要指明具體的數據類型。請看下面的代碼：

Pointp1(10, 20);

Pointp2(10, 15.5);

Pointp3(12.4, "東京180度");

與函數模板不同的是，類模板在實例化時必須顯式地指明數據類型，編譯器不能根據給定的數據推演出數據類型。

除了對象變量，我們也可以使用對象指針的方式來實例化：

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

Point*p = new Point("東京180度", "北緯210度");

需要注意的.是，賦值號兩邊都要指明具體的數據類型，且要保持一致。下面的寫法是錯誤的：

//賦值號兩邊的數據類型不一致

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

//賦值號右邊沒有指明數據類型

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

綜合示例

將上面的類定義和類實例化的代碼整合起來，構成一個完整的示例，如下所示：

#include

using namespace std;

template//這裏不能有分號

class Point{

public:

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

public:

T1 getX() const; //獲取x座標

void setX(T1 x); //設置x座標

T2 getY() const; //獲取y座標

void setY(T2 y); //設置y座標

private:

T1 m_x; //x座標

T2 m_y; //y座標

};

template//模板頭

T1 Point::getX() const /*函數頭*/ {

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="<<()<<", y="<<()<<endl;

Pointp2(10, "東京180度");

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

Point*p3 = new Point("東京180度", "北緯210度");

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

return 0;

}

運行結果：

x=10, y=20

x=10, y=東京180度

x=東京180度, y=北緯210度

在定義類型參數時我們使用了 class，而不是 typename，這樣做的目的是讓讀者對兩種寫法都熟悉。