模板是泛型編程的基礎(chǔ)，泛型編程即以一種獨(dú)立于任何特定類型的方式編寫(xiě)代碼。

模板是創(chuàng)建泛型類或函數(shù)的藍(lán)圖或公式。庫(kù)容器，比如迭代器和算法，都是泛型編程的例子，它們都使用了模板的概念。

每個(gè)容器都有一個(gè)單一的定義，比如 向量，我們可以定義許多不同類型的向量，比如 vector <int>  或 vector <string>。

您可以使用模板來(lái)定義函數(shù)和類，接下來(lái)讓我們一起來(lái)看看如何使用。

函數(shù)模板

模板函數(shù)定義的一般形式如下所示：

template <class type> ret-type func-name(parameter list)
{
   // 函數(shù)的主體
}

在這里，type 是函數(shù)所使用的數(shù)據(jù)類型的占位符名稱。這個(gè)名稱可以在函數(shù)定義中使用。

下面是函數(shù)模板的實(shí)例，返回兩個(gè)數(shù)種的最大值：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
inline T const& Max (T const& a, T const& b) 
{ 
    return a < b ? b:a; 
} 
int main ()
{
 
    int i = 39;
    int j = 20;
    cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; 

    double f1 = 13.5; 
    double f2 = 20.7; 
    cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; 

    string s1 = "Hello"; 
    string s2 = "World"; 
    cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; 

   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

類模板

正如我們定義函數(shù)模板一樣，我們也可以定義類模板。泛型類聲明的一般形式如下所示：

template <class type> class class-name {
.
.
.
}

在這里，type 是占位符類型名稱，可以在類被實(shí)例化的時(shí)候進(jìn)行指定。您可以使用一個(gè)逗號(hào)分隔的列表來(lái)定義多個(gè)泛型數(shù)據(jù)類型。

下面的實(shí)例定義了類 Stack<>，并實(shí)現(xiàn)了泛型方法來(lái)對(duì)元素進(jìn)行入棧出棧操作：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

template <class T>
class Stack { 
  private: 
    vector<T> elems;     // 元素 

  public: 
    void push(T const&);  // 入棧
    void pop();               // 出棧
    T top() const;            // 返回棧頂元素
    bool empty() const{       // 如果為空則返回真。
        return elems.empty(); 
    } 
}; 

template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) 
{ 
    // 追加傳入元素的副本
    elems.push_back(elem);    
} 

template <class T>
void Stack<T>::pop () 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
	// 刪除最后一個(gè)元素
    elems.pop_back();         
} 

template <class T>
T Stack<T>::top () const 
{ 
    if (elems.empty()) { 
        throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
	// 返回最后一個(gè)元素的副本 
    return elems.back();      
} 

int main() 
{ 
    try { 
        Stack<int>         intStack;  // int 類型的棧 
        Stack<string> stringStack;    // string 類型的棧 

        // 操作 int 類型的棧 
        intStack.push(7); 
        cout << intStack.top() <<endl; 

        // 操作 string 類型的棧 
        stringStack.push("hello"); 
        cout << stringStack.top() << std::endl; 
        stringStack.pop(); 
        stringStack.pop(); 
    } 
    catch (exception const& ex) { 
        cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
        return -1;
    } 
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack