什么是C++标准模板库(STL)的概念

短命女 2022-01-17 18:07 252阅读 0赞

C++提供了多种代码重用机制，在前面介绍派生和继承时，派生类可以继承基类中的成员变量和成员函数。模板是另一种代码重用机制。

有时候在设计程序的时候会遇到这样一种情况：需要设计的几个类，其功能都是一样的，仅仅只是需要操作的数据类型不同。遇到这样的情况，固然可以将所有的类都设计一遍，但是在C++中，我们有更好的方法：设计一个模板类。假设我们需要创建一个数组类，该数组可能是整型数组，也可能是double类型数组、string类型数组等，为此我们需要设计一个数组的模板类。

例1：  
template< class T >  
class array  
\{  
public:  
array( int );  
T & operator;  
const T & operator\[\] ( int )const;  
int getlen()const\{ return length; \}  
~array();  
private:  
array()\{\};  
int length;  
T \* num;  
\};  
template < class T >  
array< T >::array( int n )  
\{  
num = new T\[n\];  
length = n;  
\}  
template < class T >  
array< T >::~array()  
\{  
delete\[\] num;  
\}  
template< class T >  
T & array< T > ::operator\[\] (int i)  
\{  
if( i < 0 || i >= length)  
throw string("out of bounds");  
return num\[i\];  
\}  
template< class T >  
const T & array< T > ::operator\[\] (int i) const  
\{  
if( i < 0 || i >= length)  
throw string("out of bounds");  
return num\[i\];  
\}  
template< class T >  
ostream & operator<<(ostream & out, const array <T> & A)  
\{  
for(int i=0; i < A.getlen(); i++)  
out<< A\[i\] << " ";  
return out;  
\}  
在本例中，我们定义了一个数组的模板类array，借用该示例，我们来了解一下模板类的一些基本语法。在本例中我们定义模板类array时，前面加上了一句声明：  
template< class T >  
该语句称为模板头，可以单独放在一行，也可以与后面的class array同放在一行，这都没有关系。模板头中的“T”我们称之为类参数，类参数表示将会以确定的数据类型替代之，任何有效的C++标识符均可以作为类参数，当然通常我们还是会用“T”来做类参数。

模板头中template关键字和“<”之间可以保留一个空格，但通常这两者之间不留空格。

对于模板类而言，在类外定义类中的成员函数的时候都需要加上模板头。同时由于array是个模板类，因此类名是array< T >，故而在类外定义带参构造函数的完×××式是：  
template < class T >  
T & array< T >::array( int n )  
\{  
num = new T\[n\];  
length = n;  
\}  
而如果是在类内部定义该函数，则会相对简单一些：  
array( int n )  
\{  
num = new T\[n\];  
length = n;  
\}  
在本例中用到了前面所介绍的很多知识点，例如将默认构造函数置为private属性，重载下标操作符，重载输出操作符等，这些知识点希望能够仔细领会。

模板类至少有一个类参数，但是可以有多个类参数，每一个类参数前都必须有关键字class或者类型名。

例2：  
template< class T, class S, class R>  
class test  
\{  
public:  
S fun( R r);  
private:  
T x;  
\};  
本例就是一个具有多个类参数的模板类示例。  
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