第12章 模板（Template） 现在的C+编译器实现了一项新的特性：模板（ Template），简单地说，模板是一种通用的描述 机制，也就是说，使用模板允许使用通用类型来 定义函数或类等，在使用时，通用类型可被具体 的类型，如int、double甚至是用户自定义的类型 来代替。模板引入一种全新的编程思维方式，称 为“泛型编程”或“通用编程”。12.1 为什么要定义模板形象地说，把函数比喻为一个游戏过程，函数的流程就相 当于游戏规则，在以往的函数定义中，总是指明参数是int 型还是double型等等，这就像是为张三（好比int型）和李 四（好比double型）比赛制定规则。可如果王五（char*型 ）和赵六（bool型）要比赛，还得提供一套函数的定义， 这相当于又制定了一次规则，显然这是很麻烦的。模板的 的引入解决了这一问题，不管是谁和谁比赛，都把他们定 义成A与B比赛，制定好了A与B比赛的规则（定义了关于A和 B的函数）后，比赛时只要把A替换成张三，把B替换成李四 就可以了，大大简化了程序代码量，维持了结构的清晰， 大大提高了程序设计的效率。该过程称为“类型参数化” 。12.1.1 类型参数化 在讲解类型参数化之前，先来看一个示例：12.1.2 模板的定义模板的引入使得函数定义摆脱了类型的束缚，代码更为高 效灵活。C中，通过下述形式定义一个模板： template 或 emplate 早期模板定义使用的是class，关键字typename是最近才加 入到标准中的，相比class，typename更容易体现“类型” 的观点，虽然两个关键字在模板定义时是等价的，但从代 码兼容的角度讲，使用class较好一些。 模板有函数模板和类模板之分，本章将分别进行介绍。12.2 函数模板中的add函数便是一个函数模板，编译器根据函数模板的定义，检查传入的参数类型 ，生成相应的函数，并调用之。函数模板的定义形式如下： template 返回类型 函数名（参数列表） /函数体 关键字template放在模板的定义与声明的最前面，其后是用逗号分隔的模板参数表， 用尖括号（括起来，紧跟在函数模板实例的名字后面。看一段示例代 码12-4：12.2.4 特化C+引入了特化（explicit specialization）来解决某些 类型在函数中的特殊操作，当编译器寻找到与函数调用的 特化时，先使用特化的定义，不再使用模板函数。 特化的基本格式为： templater class 类名 /类定义 如果对某个特殊类型进行了显式特化处理，显式特化定义 的类优先于通用模板类，类似于覆盖或隐藏的操作。12.3.5 部分特化C+引入了部分特化（partial specialization）来部分地限制类 模板的通用型，例如中可使用下述方式对类定义特化： emplate class Example /显式特化 /类定义 12.4 模板的嵌套 模板的套嵌可以理解成在另外一个模板里面定义 一个模板。以模板（类，或者函数）作为另一个 模板（类，或者函数）的成员，也称成员模板。12.4.1 函数成员模板可以将函数模板作为另一个类（必须是模板类）的成员，称为函 数成员模板，其用法和普通成员函数类似，见示例。12.4.2 对象成员模板 类模板的定义可以放在另一个类中，实例化后的 模板类对象可以作为另一个类的成员，请看示例 ： 代码12-10中，理解的难点在于“类模板不等于类 定义，需要实例化或特化来生成类实例”。上述 代码中，Inside类模板的访问权限为public，因 此，可以调用下述语句： “Outside:Inside obin(3.5);” 在Outside类内使用“Inside t;”语句声明了 Inside类的对象，在Outside模板类对象创建 时，首先采用隐式实例化先生成Inside类的定 义，而后根据此定义创建对象成员t。12.5 模板参数模板包含类型参数（如class Type）和非类型参数（如int NUM，NUM是常量），实际上，模板的参 数可以是另一个模板，也就是说，下述形式是合法的： template class T2, class T3,int Num; 上述简单示例将原来简单的“class T2”或“Typename T2”扩充为“template class T2”，来看一段示例：12.6 小结 模板是C+引入的新特性，也是下章要介绍的标准 模板库STL的基础，模板有函数模板和类模板之分 ，两种应用有很多相似之处。学习模板，最重要 的是理解模板定义（函数模板定义、类模板定义 ）与具体定义（函数定义和类定义）的不同，模 板不是定义，要通过实例化（通过模板）或特化 （避开模板）来生成具体的函数或类定义，再调 用函数或创建类的对象。 模板支持嵌套，这就是说可以在一个模板里面定 义另一个模板。以模板（类，或者函数）作为另 一个模板（类，或者函数）的成员，也称成员模 板。同时，模板也可以作为另一个模板的参数， 出现在类型参数表中。