原文連接：http://see.xidian.edu.cn/cpp/biancheng/view/213.html

有時，有兩個或多個類，其功能是相同的，僅僅是數據類型不同，如下面語句聲明了一個類：
class Compare_int
{
? ?public :
? ?Compare(int a,int b)
? ?{
? ? ? x=a;
? ? ? y=b;
? ?}
? ?int max( )
? ?{
? ? ? return (x>y)?x:y;
}
int min( )
{
? ?return (x<y)?x:y;}
? ?private :
? ?int x,y;
};
其作用是對兩個整數作比較，可以通過調用成員函數max和min得到兩個整數中的大者和小者。

如果想對兩個浮點數(float型)作比較，需要另外聲明一個類：
class Compare_float
{
? ?public :
? ?Compare(float a,float b)
? ?{x=a;y=b;}
? ?float max( )
? ?{return (x>y)?x:y;}
? ?float min( )
? ?{return (x<y)?x:y;}
? ?private :
? ?float x,y;
}
顯然這基本上是重復性的工作，應該有辦法減少重復的工作。

C++在發展的后期增加了模板(template )的功能，提供了解決這類問題的途徑。可以聲明一個通用的類模板，它可以有一個或多個虛擬的類型參數，如對以上兩個類可以綜合寫出以下的類模板：
template <class numtype> //聲明一個模板，虛擬類型名為numtype
class Compare //類模板名為Compare
{
? ?public :
? ?Compare(numtype a,numtype b)
? ?{x=a;y=b;}
? ?numtype max( )
? ?{return (x>y)?x:y;}
? ?numtype min( )
? ?{return (x<y)?x:y;}
? ?private :
? ?numtype x,y;
};

請將此類模板和前面第一個Compare_int類作一比較，可以看到有兩處不同：

聲明類模板時要增加一行
? ?template <class 類型參數名>

原有的類型名int換成虛擬類型參數名numtype。
在建立類對象時，如果將實際類型指定為int型，編譯系統就會用int取代所有的numtype，如果指定為float型，就用float取代所有的numtype。這樣就能實現“一類多用”。

由于類模板包含類型參數，因此又稱為參數化的類。如果說類是對象的抽象，對象是類的實例，則類模板是類的抽象，類是類模板的實例。

利用類模板可以建立含各種數據類型的類。在聲明了一個類模板后，怎樣使用它？怎樣使它變成一個實際的類？
先回顧一下用類來定義對象的方法：
? ?Compare_int cmp1(4,7); // Compare_int是已聲明的類
用類模板定義對象的方法與此相似，但是不能直接寫成
? ?Compare cmp(4,7); // Compare是類模板名
? ?Compare是類模板名，而不是一個具體的類，類模板體中的類型numtype并不是一個實際的類型，只是一個虛擬的類型，無法用它去定義對象。
必須用實際類型名去取代虛擬的類型，具體的做法是：
? ?Compare <int> cmp(4,7);
即在類模板名之后在尖括號內指定實際的類型名，在進行編譯時，編譯系統就用int取代類模板中的類型參數numtype，這樣就把類模板具體化了，或者說實例化了。這時Compare<int>就相當于前面介紹的Compare_int類。

例9.14是一個完整的例子。
例9.14 聲明一個類模板，利用它分別實現兩個整數、浮點數和字符的比較，求出大數和小數。
#include <iostream>
using namespace std;
template <class numtype>
//定義類模板
class Compare
{
? ?public :
? ?Compare(numtype a,numtype b)
? ?{x=a;y=b;}
? ?numtype max( )
? ?{return (x>y)?x:y;}
? ?numtype min( )
? ?{return (x<y)?x:y;}
? ?private :
? ?numtype x,y;
};
int main( )
{
? ?Compare<int > cmp1(3,7);//定義對象cmp1，用于兩個整數的比較
? ?cout<<cmp1.max( )<<″ is the Maximum of two integer numbers.″<<endl;
? ?cout<<cmp1.min( )<<″ is the Minimum of two integer numbers.″<<endl<<endl;
? ?Compare<float > cmp2(45.78,93.6); //定義對象cmp2，用于兩個浮點數的比較
? ?cout<<cmp2.max( )<<″ is the Maximum of two float numbers.″<<endl;
? ?cout<<cmp2.min( )<<″ is the Minimum of two float numbers.″<<endl<<endl;
? ?Compare<char> cmp3(′a′,′A′); //定義對象cmp3，用于兩個字符的比較
? ?cout<<cmp3.max( )<<″ is the Maximum of two characters.″<<endl;
? ?cout<<cmp3.min( )<<″ is the Minimum of two characters.″<<endl;
? ?return 0;
}
運行結果如下：
7 is the Maximum of two integers.
3 is the Minimum of two integers.
93.6 is the Maximum of two float numbers.
45.78 is the Minimum of two float numbers.
a is the Maximum of two characters.
A is the Minimum of two characters.

還有一個問題要說明： 上面列出的類模板中的成員函數是在類模板內定義的。如果改為在類模板外定義，不能用一般定義類成員函數的形式：
? ?numtype Compare::max( ) {…} //不能這樣定義類模板中的成員函數
而應當寫成類模板的形式：
? ?template <class numtype>
? ?numtype Compare<numtype>::max( )
? ?{{return (x>y)?x:y;}

歸納以上的介紹，可以這樣聲明和使用類模板：

先寫出一個實際的類。由于其語義明確，含義清楚，一般不會出錯。

將此類中準備改變的類型名(如int要改變為float或char)改用一個自己指定的虛擬類型名(如上例中的numtype)。

在類聲明前面加入一行，格式為
template <class 虛擬類型參數>，如
template <class numtype> //注意本行末尾無分號
class Compare
{…}; //類體

用類模板定義對象時用以下形式：
? ?類模板名<實際類型名> 對象名;
? ?類模板名<實際類型名> 對象名(實參表列);
如
? ?Compare<int> cmp;
? ?Compare<int> cmp(3,7);

如果在類模板外定義成員函數，應寫成類模板形式：
? ?template <class 虛擬類型參數>
? ?函數類型 類模板名<虛擬類型參數>::成員函數名(函數形參表列) {…}

關于類模板的幾點說明：

類模板的類型參數可以有一個或多個，每個類型前面都必須加class，如
template <class T1,class T2>
class someclass
{…};
在定義對象時分別代入實際的類型名，如
? ?someclass<int,double> obj;

和使用類一樣，使用類模板時要注意其作用域，只能在其有效作用域內用它定義對象。

模板可以有層次，一個類模板可以作為基類，派生出派生模板類。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 中的类模板的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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