C++模板、类模板、函数模板详解都在这里了

一、引言

在写排序算法时，如果要写一个交换两个数据的函数，由于基本数据类型有int、float、double等等类型，所以针对每种数据类型可能我们要写很多swap函数，这些函数除了传入的数据类型不同，函数体结构大致相同。所以C++为了避免让程序员写很多大量重复代码，设计了一种叫做“模板”的东西。我们写程序时，先不指定什么类型，在调用时我们再说明一下是什么类型，具体怎么实现接着往下看。

二、函数模板

1、定义

像开头所说，如果要对int、double类型的两个数进行交换我们要写两个函数，但用函数模板时只需要写一个函数即可。模板定义如下：

template

或者

template

其中，template是声明一个模板，typename是声明一个虚类型T，这个T可以代替int、double等基本数据类型，那为什么还有class？因为最初是用class声明一个T来表示通用数据类型，但考虑到class会和“类”混淆，就改用typename进行定义，同时保留了class，这两者效果相同,但我个人比较习惯用class。

在进行声明模板之后下面就开始写模板的函数体了，例如交换函数，合起来就是：

template <class T> void swap(T *p1,T *p2){ 
    T temp=*p1; *p1=*p2; *p2=temp; } 

这样就是一个完整的函数模板

2、调用

有两种方式使用模板

（1）自动类型推导：编译器会自动判定你传入的数据是什么数据类型，然后将T改成对应数据类型进行操作；

（2）自己声明数据类型进行调用，具体实现如下：

 //1、自动类型推导 swap(a, b); cout << "a=" << a << endl; cout << "b=" << b << endl; //2、显示指定类型 swap<int>(a, b); cout << "a=" << a << endl; cout << "b=" << b << endl; 

何时必须自己声明数据类型呢？

那就是没有参数传递的时候。比如知识一个打印函数，没有参数传递，这里就不写代码了。

3、多个虚类型

前面是针对一个函数里面都是同一数据类型的，如果含有不同数据类型，假如有两个：

template 
  
    void func(T1 a,T2 b){....} 
  

调用时可以自动识别类型也可以自己声明数据类型：

func 
  
    (1,3.14); 
  

三、类模板

前面已经介绍了模板大致的作用，这里对类模板就不做过多说明，直接上干货：

1、定义

我们定一个学生类

template<class T1,class T2,class T3> class Student{ 
    public: Student(T1 name,T2 age,T3 score){ 
    .......... } T1 m_Name; T2 m_Age; T3 m_Score; } 

2、调用

调用时必须指定输入了什么数据，也就是尖括号不能省略，这点与函数模板不一样

Student 
  
    s("Tom",18,85.5); 
  

四、类的函数模板

在类内定义的话就跟前面的函数模板一样，如果在类外定义，类外也要写上函数模板的形式：

template<class numType> class Compare{ 
    public: Compare(numType a,numType b){ 
    this->a=a; this->b=b; } //声明模板函数： numType max( ); private: numType a; numTypr b; } //类外定义模板函数 template<class numType> numType Compare::max( ){ 
    return this->a>this->b?this->a:this->b; } 

五、类作为数据类型传入

//定义Person1 class Person1 { 
    public: void showPerson1() { 
    cout << "Person1 show" << endl; } }; //定义Person2 class Person2 { 
    public: void showPerson2() { 
    cout << "Person2 show" << endl; } }; //定义类模板 template<class T> class MyClass { 
    public: T obj; //类模板中的成员函数 void func1() { 
    obj.showPerson1(); } void func2() { 
    obj.showPerson2(); } }; //主函数 int main() { 
    MyClass<Person1>m; m.func1(); //m.func2();//会报错，因为“showPerson2”: 不是“Person1”的成员 system("pause"); return 0; } 

六、类模板与继承

如果父类是一个模板，子类继承父类模板的时候，不知道父类模板内存是多少，编译器就无法给子类分配内存，解决方案是给子类也加上模板，方案如下：

template<class T> class Base { 
    T m_Name; }; //class Son :public Base { //错误，必须知道T的内存才能指定空间 class Son1:public Base<int>{ 
    // 不灵活 }; //想要灵活指定父类中T的类型 template<class T1,class T2> class Son2 :public Base<T2> { 
    public: T1 m_A; }; int main() { 
    //让子类的T为string，子类的T1为int Son2<int, string>s2; system("pause"); return 0; } 

七、类模板与友元

前面也有过传入类对象到函数里面，如果这个函数需要用到对象里面的数据，而该数据有被设定为private(私有)就无法直接访问，此时又要用到友元函数的知识：

注意：类内添加友元函数后，如果没有对该友元函数进行声明，编译器认为你没有这个函数，会进行报错。

//先声明类和函数，防止编译器报错 template<class T1,class T2> class Person; template<class T1, class T2> void printPerson(Person<T1, T2> p); template<class T1,class T2> class Person { 
    //全局函数类外实现的声明 friend void printPerson<>(Person<T1, T2> p); public: Person(T1 name, T2 age) { 
    this->m_Name = name; this->m_Age = age; } private: T1 m_Name; T2 m_Age; }; //全局函数类外实现 template<class T1,class T2> void printPerson(Person<T1, T2> p) { 
    cout << "Name:" << p.m_Name << endl; cout << "Age:" << p.m_Age << endl; } 

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