C++類模板（Class Template）

C++ 除了支援函式模板，還支援類模板（Class Template）。函式模板中定義的型別引數可以用在函式宣告和函式定義中，類模板中定義的型別引數可以用在類宣告和類實現中。類模板的目的同樣是將資料的型別引數化。一起來學習一下吧！

　宣告類模板的語法為：

templateclass 類名{

//TODO:

};

類模板和函式模板都是以 template 開頭（當然也可以使用 class，目前來講它們沒有任何區別），後跟型別引數；型別引數不能為空，多個型別引數用逗號隔開。

一但聲明瞭類模板，就可以將型別引數用於類的成員函式和成員變量了。換句話說，原來使用 int、float、char 等內建型別的地方，都可以用型別引數來代替。

假如我們現在要定義一個類來表示座標，要求座標的資料型別可以是整數、小數和字串，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，請看下面的程式碼：

template//這裡不能有分號

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); //設定x座標

T2 getY() const; //獲取y座標

void setY(T2 y); //設定y座標

private:

T1 m_x; //x座標

T2 m_y; //y座標

};

x 座標和 y 座標的資料型別不確定，藉助類模板可以將資料型別引數化，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。

上面的程式碼僅僅是類的宣告，我們還需要在類外定義成員函式。在類外定義成員函式時仍然需要帶上模板頭，格式為：

template

返回值型別 類名<型別引數1 ...="">::函式名(形參列表){

//TODO:

}

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

下面就對 Point 類的成員函式進行定義：

template//模板頭

T1 Point::getX() const /*函式頭*/ {

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;

}

請讀者仔細觀察程式碼，除了 template 關鍵字後面要指明型別引數，類名 Point 後面也要帶上型別引數，只是不加 typename 關鍵字了。另外需要注意的是，在類外定義成員函式時，template 後面的型別引數要和類宣告時的一致。

使用類模板建立物件

上面的兩段程式碼完成了類的定義，接下來就可以使用該類建立物件了。使用類模板建立物件時，需要指明具體的資料型別。請看下面的程式碼：

Pointp1(10, 20);

Pointp2(10, 15.5);

Pointp3(12.4, "東京180度");

與函式模板不同的是，類模板在例項化時必須顯式地指明資料型別，編譯器不能根據給定的資料推演出資料型別。

除了物件變數，我們也可以使用物件指標的方式來例項化：

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資料型別，且要保持一致。下面的寫法是錯誤的：

//賦值號兩邊的資料型別不一致

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

//賦值號右邊沒有指明資料型別

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

綜合示例

將上面的類定義和類例項化的程式碼整合起來，構成一個完整的示例，如下所示：

#include

using namespace std;

template//這裡不能有分號

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); //設定x座標

T2 getY() const; //獲取y座標

void setY(T2 y); //設定y座標

private:

T1 m_x; //x座標

T2 m_y; //y座標

};

template//模板頭

T1 Point::getX() const /*函式頭*/ {

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;

}

執行結果：

x=10, y=20

x=10, y=東京180度

x=東京180度, y=北緯210度

在定義型別引數時我們使用了 class，而不是 typename，這樣做的目的是讓讀者對兩種寫法都熟悉。