模板是c++泛型编程的核心，通过template定义函数和类，实现类型无关的通用代码。1. 模板函数使用typename或class声明类型参数，编译时根据实参推导类型，如max(T a, T b)可处理int、double等类型；2. 支持多个模板参数，如printPair(T a, U b)可打印不同类型的值；3. 模板类用于构建通用数据结构，如MyArray<T>实现动态数组，支持int、String等类型；4. 模板类成员函数也可为模板，如Box<T>::apply(Func f)接受任意可调用对象；5. 模板需在头文件中完整定义，因实例化在编译期完成，每种类型组合生成独立副本，错误信息可能复杂。掌握模板是理解STL和现代C++的基础。
模板是C++中实现泛型编程的核心工具，它允许我们编写与数据类型无关的函数和类。通过模板，可以写出更通用、可复用且类型安全的代码。下面从基础语法到实际例子，讲解模板函数和模板类的使用方法。
模板函数的基本用法
模板函数允许你定义一个函数，使其参数类型在调用时才确定。使用template关键字声明模板参数。
基本语法：
template <typename T>
T max(T a, T b) {
return a > b ? a : b;
}
说明：
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- typename T 表示T是一个类型占位符，也可以用class T（两者在此等价）
- 函数内部使用T作为类型，编译器会在调用时根据实参推导具体类型
使用示例：
int x = max(3, 5); // T 被推导为 int
double y = max(2.5, 3.1); // T 被推导为 double
如果参数类型不同，需要显式指定模板参数或进行类型转换：
max<double>(3, 4.5); // 显式指定 T 为 double
多个模板参数的函数
模板函数可以有多个类型参数，适用于处理不同类型的数据。
template <typename T, typename U>
void printPair(T a, U b) {
std::cout << a << “, ” << b << std::endl;
}
调用方式：
printPair(10, “hello”); // T=int, U=const char*
printPair(“age”, 25);
模板类的基本用法
模板类用于定义通用的数据结构，比如容器类。最典型的例子是std::vector、std::pair等。
定义一个简单的动态数组类：
template <typename T>
class MyArray {
private:
T* data;
int size;
public:
MyArray(int s) : size(s) {
data = new T[size];
}
~MyArray() { delete[] data; }
T& operator[](int i) { return data[i]; }
};
使用示例：
MyArray<int> arr(5);
arr[0] = 10;
MyArray<std::string> names(3);
names[0] = “Alice”;
模板类中的成员函数模板
模板类的成员函数本身也可以是模板，实现更灵活的操作。
template <typename T>
class Box {
private:
T value;
public:
Box(T v) : value(v) {}
template <typename Func>
void apply(Func f) {
f(value);
}
};
使用Lambda或函数对象：
Box<int> b(100);
b.apply([](int x) { std::cout << x * 2 << std::endl; }); // 输出 200
常见注意事项
模板代码通常要全部写在头文件中，因为编译器需要在编译时看到完整的定义才能实例化模板。
- 模板的实例化发生在编译期，不是运行时
- 每个不同的类型组合都会生成一份独立的函数或类副本
- 错误信息可能较难阅读，尤其是在复杂模板嵌套时
基本上就这些。掌握模板函数和模板类，是深入学习STL和现代C++的基础。多写几个小例子，比如实现一个通用的swap函数或简单的链表模板类，会帮助理解更深刻。