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

Pointp2(10, "东京180度");

cout<<"x="<<()<<", y="<<()<<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。