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C++ 中的模板（template）是一种泛型编程工具，允许编写与类型无关的代码。通过模板，可以定义函数或类，使其能够处理多种数据类型，而无需为每种类型重复编写代码。模板分为函数模板和类模板。
函数模板示例
template <typename T>
T add(T a, T b) {
return a + b;
}在这个例子中，add 函数可以用于任何支持 + 操作符的类型。
类模板示例
template <typename T>
class Box {
private:
T value;
public:
Box(T v) : value(v) {}
T getValue() { return value; }
};在这个例子中，Box 类可以存储任何类型的值。
本题详细解读
模板的定义与作用
模板是 C++ 中实现泛型编程的核心机制。它允许程序员编写与类型无关的代码，从而提高代码的复用性和灵活性。模板可以应用于函数和类，分别称为函数模板和类模板。
函数模板
函数模板允许定义一个通用的函数，该函数可以处理多种类型的参数。编译器会根据调用时提供的具体类型生成相应的函数实例。
语法
template <typename T>
返回类型 函数名(参数列表) {
// 函数体
}typename T表示模板参数，T是一个占位符，代表任意类型。- 在函数调用时，编译器会根据传入的参数类型自动推导
T的具体类型。
示例
template <typename T>
T max(T a, T b) {
return (a > b) ? a : b;
}这个 max 函数可以用于比较任何支持 > 操作符的类型。
类模板
类模板允许定义一个通用的类，该类可以处理多种类型的数据成员或方法。编译器会根据使用时提供的具体类型生成相应的类实例。
语法
template <typename T>
class 类名 {
// 类成员和方法
};typename T表示模板参数，T是一个占位符，代表任意类型。- 在创建类对象时，需要显式指定
T的具体类型。
示例
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-------- --------- --
----- ----- -
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-------------- ---------
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-
- ----- -
- ---- - ----------------
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------ -----
-
--这个 Stack 类可以用于存储任何类型的元素。
模板的特化与偏特化
模板特化允许为特定类型提供定制化的实现，而偏特化则允许为部分类型参数提供定制化的实现。
全特化示例
template <>
class Stack<int> {
// 针对 int 类型的特殊实现
};偏特化示例
template <typename T>
class Stack<T*> {
// 针对指针类型的特殊实现
};模板的优缺点
优点
- 代码复用：模板允许编写与类型无关的代码，减少重复代码。
- 类型安全：模板在编译时进行类型检查，确保类型安全。
- 性能：模板生成的代码是编译时生成的，没有运行时开销。
缺点
- 编译时间：模板会增加编译时间，尤其是在大型项目中。
- 代码膨胀：模板可能会生成大量相似的代码，导致可执行文件体积增大。
- 调试困难：模板错误信息通常较为复杂，难以调试。
总结
模板是 C++ 中强大的工具，能够显著提高代码的复用性和灵活性。通过函数模板和类模板，可以编写出与类型无关的通用代码。然而，使用模板时也需要注意其潜在的缺点，如编译时间增加和代码膨胀等问题。