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C++回顾（十五）—— 类模板

news 2025/9/14 19:54:56

15.1 为什么要有类模板

类模板用于实现类所需数据的类型参数化
类模板在表示如数组、表、图等数据结构显得特别重要，这些数据结构的表示和算法不受所包含的元素类型的影响

15.2 单个类模板语法

在这里插入图片描述

注意：类模板的创建对象一定要显示调用（指明类型）

完整示例代码：

#include <iostream>using namespace std;template <typename T, typename U>
class Test
{
private:T a;U b;
public:Test(T a, U b){this->a = a;this->b = b;}void show(){cout << a << " " << b << endl;}
};int main()
{Test<int, char> t(1, 'a');   //类模板创建对象一定要显式调用t.show();return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

15.3 继承中的类模板语法

父类：
在这里插入图片描述

15.3.1 派生出普通类

模板类派生普通类 继承的同时对基类实例化
在这里插入图片描述

15.3.2 派生出模板类

模板类派生模板类 继承的同时不需要对Parent实例化，但是要声明虚拟类型
在这里插入图片描述
完整示例代码：

#include <iostream>using namespace std;template <typename T>
class Parent
{
protected:T a;
public:Parent(T a){this->a = a;}void show(){cout << a << endl;}
};class Child : public Parent<int>   //模板类派生普通类  继承的同时对基类实例化
{
public:Child(int a) : Parent(a){}void show(){cout << a << endl;}
};template <typename T, typename U>
class Child2 : public Parent<T>   //模板类派生模板类  继承的同时不需要对Parent实例化
{
private:U b;
public:Child2(T a, U b) : Parent<T>(a){this->b = b;}void show(){cout << this->a << " " << b << endl;}
};int main()
{Child c1(1);c1.show();Child2<int, double> c2(1, 1.11);c2.show();return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

15.4 类模板相关说明

15.4.1 所有的类模板函数写在类的内部

这种方式最为省事，简单

15.4.2 所有的类模板函数写在类的外部，在同一个cpp中

类内只做了函数声明：
在这里插入图片描述
具体的实现实在类的外部：

完整示例代码：

#include <iostream>using namespace std;template <typename T>
class Test
{
private:T a;
public:Test(T a);void show();~Test();
};template <typename T>
Test<T>::Test(T a)     //Test<T>表示Test是模板类，不是普通类
{this->a = a;
}template <typename T>
void Test<T>::show()
{cout << a << endl;
}template <typename T>
Test<T>::~Test()
{}int main()
{Test<int> t(1);t.show();return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

15.4.3 所有的类模板函数写在类的外部，在不同的.h和.cpp中

这里实现了一个数组的模板类：

array.h
在这里插入图片描述
arrary.hpp文件（注意：这里是.hpp文件）

main.cpp文件

15.5 类模板中的static关键字

从类模板实例化的每个模板类有自己的类模板数据成员，该模板类的所有对象共享一个static数据成员
和非模板类的static数据成员一样，模板类的static数据成员也应该在文件范围定义和初始化
每个模板类有自己的类模板的static数据成员副本

注意：静态成员变量要在类的外部进行初始化
在这里插入图片描述
完整示例代码：

#include <iostream>using namespace std;template <typename T>
class Test
{
private:T a;
public:static int count;
public:Test(T a){this->a = a;count++;}
};template <typename T>
int Test<T>::count = 0; // 在类的外部进行初始化int main()
{Test<int> t1(1);Test<int> t2(1);Test<int> t3(1);Test<int> t4(1);Test<int> t5(1);Test<char> t6('a');Test<char> t7('a');Test<char> t8('a');cout << Test<int>::count << endl; // 5cout << Test<char>::count << endl; // 3return 0;
}