C++ 模板如何提升程序的通用性和可重用性？

C++ 模板：增强通用性和可重用性的利器

简介

C++ 模板是一种强大的语法机制，使我们能够编写可用于各种数据类型的通用代码。通过消除针对特定数据类型硬编码的代码，模板提高了程序的通用性和可重用性。

语法

模板声明如下：

template<typename T>
class MyClass {
  // 代码 }

其中，T 是我们希望模板化的类型。我们可以在类中使用它来定义数据成员和方法。

类型推断

C++ 编译器可以自动推断模板类型的类型，无需显式指定。例如：

vector<int> v;

编译器将推断 v 的类型为 vector<int></int>。

实战案例

最大值比较算法

考虑需要一个找出给定数组中最大值的算法。使用模板，我们可以编写通用算法，适用于任何类型。

template<typename T>
T max(T arr[], int size) {
  T maxElement = arr[0];
  for (int i = 1; i < size; i++) {
    if (arr[i] > maxElement) {
      maxElement = arr[i];
    }
  }
  return maxElement;
}

使用案例

int input_int[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int max_int = max<int>(input_int, 5);

double input_double[] = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
double max_double = max<double>(input_double, 5);

通过使用模板，我们无需编写针对特定类型（如 int 或 double）的单独算法。

优点

• 通用性：模板使代码适用于各种数据类型。
• 可重用性：避免重复编写相同算法的特定类型版本。
• 清晰性：模板通过将通用代码与特定类型实现分开，提高了代码可读性。
• 编译器优化：编译器可以静态绑定模板化代码，从而提高运行时效率。

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