一、什么是C++模板
C++模板是一种特殊的代码形式，用于产生可重用的代码。C++模板可以在一定程度上实现泛型编程和元编程，使得我们可以编写出对不同类型都适用的代码。
其实，C++模板相当于是通用程序设计的模板。通俗地说就相当于，模板是具备通用性的类或函数。
二、函数模板的使用
举个例子：我们需要对两个整数、两个浮点数以及两个字符串进行相加，我们可以采用如下方式：
int add(int x, int y)
{
return x + y;
}
float add(float x, float y)
{
return x + y;
}
string add(string x, string y)
{
return x + y;
}在上述代码中，我们定义了三个不同类型的相加函数，但是这种方式会产生大量冗余代码，并且会极大地增加维护成本。如果使用函数模板，我们只需要编写如下一段代码就可以了：
template <typename T>
T add(T a, T b)
{
return a + b;
}通过上述代码，我们定义了一个模板函数 add，不管参数类型是什么，都可以进行相加操作。
三、类模板的使用
和函数模板类似，我们也可以定义一个通用的类模板，方便我们在不同类型的情况下都能够使用。
举个例子：我们需要定义一个模板类，其中包含两个变量 a 和 b，并且实现它们的输出、赋值和交换操作。
template <typename T>
class TemplateClass
{
public:
T a;
T b;
TemplateClass(T A, T B) : a(A), b(B) {}
void output()
{
cout << a << "," << b << endl;
}
void swap()
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void assign(T A, T B)
{
a = A;
b = B;
}
};通过上述代码，我们实现了一个通用的模板类，不管传入的参数类型是什么，都可以进行相应的操作。
四、模板的特化
有时候我们需要针对某些特殊情况进行单独编写模板，这就是模板的特化。举个例子：我们需要实现一个求绝对值的函数。
template <typename T>
T abs(T x)
{
if (x < (T)0)
return -x;
return x;
}
template <>
double abs(double x)
{
return fabs(x);
}
template <>
float abs(float x)
{
return fabs(x);
}通过上述代码，我们针对 double 和 float 类型单独编写了模板，对于其他类型则使用通用定义的模板。
五、模板的实参推导
模板的实参推导，即编译器在实例化模板时，根据传入的参数自动推导出需要实例化的模板类型。例如，我们需要实例化上面定义的 add 模板，使用时可以这样写：
int a = 1, b = 2;
float c = 1.1, d = 2.2;
string e = "hello", f = "world";
cout << add(a, b) << endl;
cout << add(c, d) << endl;
cout << add(e, f) << endl;通过上述代码，编译器会自动推导出需要实例化的模板类型为 int、float 和 string。
六、模板元编程
模板元编程是指将模板用于在编译期间执行计算操作，从而得到编译期间的结果。举个例子：我们需要计算斐波那契数列的第 n 项。
template <int n>
struct Fibonacci
{
static const int value = Fibonacci<n-1>::value + Fibonacci<n-2>::value;
};
template
struct Fibonacci<0>
{
static const int value = 0;
};
template
struct Fibonacci<1>
{
static const int value = 1;
};
int main()
{
cout << Fibonacci<10>::value << endl;
return 0;
}通过上述代码，我们实现了模板元编程，计算了斐波那契数列的第 10 项。
总结
通过本文的介绍，我们了解了什么是 C++ 模板，以及如何使用函数模板、类模板、模板的特化、模板的实参推导以及模板元编程。使用模板可以让代码更加简洁优雅，并且在面对多种类型信息时能够更加高效地工作。
原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/235748.html
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