模板是泛型編程的基礎(chǔ)。泛型編程就是以獨(dú)立于任何特定類型的方式編寫代碼。

模板是創(chuàng)建泛型類或函數(shù)的藍(lán)圖或公式。

使用模板的概念開發(fā)的庫容器，像迭代器和算法都是泛型編程的例子。

每個容器都有一個單一定義，例如 vector，但我們也可以定義許多不同類型的 vector，如 vector <int> 或 vector <string> 。

你也可以使用模板定義函數(shù)和類，讓我們看看是怎么做的：

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)
    {
       // body of function
    }

這里的 type 是函數(shù)使用的數(shù)據(jù)類型的占位符名稱。 這個名稱可以在函數(shù)定義內(nèi)使用。

下面是一個返回兩個值中的最大值的函數(shù)模板例子：

    #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;
    }

如果我們編譯并運(yùn)行上述代碼，將會產(chǎn)生以下結(jié)果：

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

類模板

就像我們可以定義函數(shù)模板一樣，我們也可以定義類模板。

模板類定義的一般形式如下所示：

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

這里的 type 是一個類型的占位符名稱，當(dāng)類實例化的時候，此類型會被指定。 你可以用一個逗號隔開的列表定義多個泛型數(shù)據(jù)類型。

以下是一個定義Stack<>類并實現(xiàn)泛型方法來壓入和彈出堆棧元素的例子：

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

    using namespace std;

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

      public: 
    void push(T const&);  // push element 
    void pop();   // pop element 
    T top() const;// return top element 
    bool empty() const{   // return true if empty.
    return elems.empty(); 
    } 
    }; 

    template <class T>
    void Stack<T>::push (T const& elem) 
    { 
    // append copy of passed element 
    elems.push_back(elem);
    } 

    template <class T>
    void Stack<T>::pop () 
    { 
    if (elems.empty()) { 
    throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
    }
        // remove last element 
    elems.pop_back(); 
    } 

    template <class T>
    T Stack<T>::top () const 
    { 
    if (elems.empty()) { 
    throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
    }
        // return copy of last element 
    return elems.back();  
    } 

    int main() 
    { 
    try { 
    Stack<int> intStack;  // stack of ints 
    Stack<string> stringStack;// stack of strings 

    // manipulate int stack 
    intStack.push(7); 
    cout << intStack.top() <<endl; 

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

如果我們編譯并運(yùn)行上述代碼，將會產(chǎn)生以下結(jié)果：

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