12.3　类模板

    模板同样可以用在类场合中，提供通用型的类定义。C++标准库中提供了很多模板类，下一章中要讨论的C++标准模板库STL，其基础便是模板，本节先介绍类模板的基础知识。

    12.3.1　定义类模板

    理解了函数模板的应用，类模板的提出便是水到渠成的事，如示例代码12.7所示。

    代码12.7　类模板的定义ClassTemplateDefinition

    ＜——————————————-文件名：Stack.h————————————————＞ 01　template＜class T,int num＞//类型参数表 02　class Stack//Stack类定义 03　{ 04　private： 05　T sz[num]；//存储空间，用数组表示 06　int point；//指针，表示存储位置（即元素个数） 07　public： 08　Stack（）；//构造函数 09　bool isEmpty（）；//判断栈是否为空 10　bool isFull（）；//判断栈是否已满 11　bool push（const T＆）；//将一个元素压入栈 12　bool pop（T＆）；//从栈中弹出一个元素 13　}； 14　template＜class T,int num＞ 15　Stack＜T,num＞：Stack（） 16　{ 17　point=0；//初始位置为0，栈底 18　} 19　template＜class T1，int num1＞//参数列表不要求每个字都相同，但形式要相同 20　bool Stack＜T1，num1＞：isEmpty（） 21　{ 22　return point==0；//point为0，说明当前无元素 23　} 24　template＜class T,int num＞ 25　bool Stack＜T,num＞：isFull（） 26　{ 27　return point==num；//point为num，说明数组已满 28　} 29　template＜class T,int num＞ 30　bool Stack＜T,num＞：push（const T＆obt） 31　{ 32　if（isFull（）） 33　return false；//如果栈已满，压入不成功，返回false 34　else 35　{ 36　sz[point]=obt；//将传入的元素存储在point指向的当前位置 37　point++；//point加1，向栈顶移动 38　return true；//压入成功，返回true 39　} 40　} 41　template＜class T,int num＞ 42　bool Stack＜T,num＞：pop（T＆obt） 43　{ 44　if（isEmpty（）） 45　return false；//如果栈已空，无法弹出，返回false 46　else 47　{ 48　point—；//point减1，向栈底移动，指向存储的最上面一个元素 49　obt=sz[point]；//将point指向的当前位置元素复制给传入参数 50　return true；//弹出成功，返回true 51　} 52　} ＜———————————-文件名：example1207.cpp———————————————＞ 53　#include＜iostream＞ 54　#include"Stack.h" 55　using namespace std； 56　int main（） 57　{ 58　Stack＜int，10＞st； 59　cout＜＜"开始时st是否为空？"＜＜st.isEmpty（）＜＜endl； 60　st. push（5）；//压入元素5 61　cout＜＜"此时st是否为空？"＜＜st.isEmpty（）＜＜endl； 62　for（int i=1；i＜10；i++） 63　{ 64　st. push（i）；//压入9个元素 65　} 66　cout＜＜"此时st是否已满？"＜＜st.isFull（）＜＜endl； 67　int rec=0； 68　while（st. pop（rec）） 69　cout＜＜rec＜＜""； 70　cout＜＜endl； 71　return 0； 72　}

    输出结果如下所示。

    开始时st是否为空？1 此时st是否为空？0 此时st是否已满？1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5

    【代码解析】代码第2～52行，相对完整地实现了一个栈类Stack，列出了类模板和成员函数模板。模板的引入使得类的定义更为灵活，可以在类创建时指明其中的元素类型T，以及非类型常量num的大小，需要注意的是不管是类定义还是成员函数定义，都要遵守模板的定义形式。

    注意

    类模板和成员函数模板不是传统意义上的类定义和成员函数定义，它们是C++编译指令，用以向编译器说明如何生成类定义和成员函数定义。example1207中调用“Stack＜int，10＞st；”生成对象的操作称为实例化（Instantiation）或具体化（Specialization）。

    原则上，类模板和成员函数模板要放在同一个文件中，不能像普通的类一样将类定义放在一个文件中，成员函数的实现可以放在另一个文件中，这是因为模板不是函数，不能被单独编译。最简单的方法是像代码12.7中那样将所有的模板信息放在头文件中，只要在使用这些模板的文件中包含该头文件即可。

    当然，如果在类模板和函数模板定义时使用export关键字进行修饰，类模板和成员函数模板可以分开来，这种功能在当前的VC编译器（包括VC 2005）中尚不支持。