C++ 函式模板詳解：物件導向與泛型程式設計的融合

函數模板融合了物件導向編程和泛型編程，允許創建可重複使用、面向不同資料類型的程式碼：物件導向：透過類別和物件組織程式碼，函數模板使物件導向程式碼更靈活，可為不同類型編寫函數版本。泛型：獨立於特定資料類型，函數模板提供適用於任何類型資料的演算法。實戰：以棧資料結構為例，函數模板建立了泛型棧類，可建立適用於任何資料類型的棧。

C 函數模板詳解：物件導向與泛型程式的融合

函數模板是C 中強大的機制，它允許開發人員創建可用於多種資料類型的可重複使用程式碼。它融合了物件導向編程 (OOP) 和泛型編程，從而帶來更靈活且可維護的程式碼。

物件導向程式設計與函數範本

OOP 使用類別和物件的概念來組織程式碼。類別提供資料結構和行為，而物件是類別的實例。函數模板可以使物件導向程式碼更加靈活，因為它允許為不同類型的物件編寫不同版本的函數。

例如，考慮一個 print 函數，用來輸出任意物件的資訊。使用函數模板，我們可以寫一個接受任何類型參數的print 函數：

template <typename T>
void print(const T& value) {
  // 打印 value 的信息
}

現在，我們可以在不同類型上呼叫print 函數，而無需編寫單獨的函數版本：

print(std::string("Hello"));  // 输出字符串
print(123); // 输出整数

泛型程式設計與函數範本

#泛型程式設計涉及建立獨立於特定資料類型的程式碼。函數模板可以實現泛型編程，因為它允許開發人員編寫適用於任何類型資料的演算法。

例如，考慮一個 sort 函數，用於對陣列中的元素進行排序。使用函數模板，我們可以寫一個接受任何類型的陣列的sort 函數：

template <typename T>
void sort(T* array, size_t size) {
  // 对 array 中的元素进行排序
}

現在，我們可以對不同類型數組中的元素進行排序，而無需編寫單獨的排序演算法版本：

int arr[] = {1, 3, 2};
sort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); // 对整数数组排序

std::string arr[] = {"a", "c", "b"};
sort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); // 对字符串数组排序

實戰案例：實作堆疊資料結構

堆疊是一個先進後出(LIFO) 資料結構。我們可以使用函數模板建立一個泛型堆疊類別：

template <typename T>
class Stack {
private:
  std::vector<T> elements;

public:
  void push(const T& value) { elements.push_back(value); }
  T pop() { T value = elements.back(); elements.pop_back(); return value; }
  bool empty() { return elements.empty(); }
};

現在，我們可以為任何類型建立堆疊，並使用模板提供的靈活性和泛型：

Stack<int> intStack;
intStack.push(10);
intStack.push(20);
std::cout << intStack.pop() << std::endl; // 输出 20

Stack<std::string> strStack;
strStack.push("Hello");
strStack.push("World");
std::cout << strStack.pop() << std::endl; // 输出 World

結論

C 函數範本是物件導向和泛型程式設計的強大工具，它允許開發人員編寫靈活、可維護、可重複使用的程式碼。透過結合兩種程式範例，函數模板為現代 C 程式設計提供了有效的基礎。

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