c++类模板和函数模板的区别是什么

类模板和函数模板是C++编程语言的基础概念。它们的根本区别是：类模板生成的是类，而函数模板生成的是函数。本文将详细介绍类模板和函数模板之间的区别、定义方法、如何实例化、以及它们在实际编程中的应用。

1. 定义和区别

类模板是一个通用的类定义，其中的某些类型可以通过使用模板参数来延迟到使用时确定。例如：

template <typename T>
class MyClass {
public:
    T data;
    void setData(T data) {
        this->data = data;
    }
    T getData() {
        return this->data;
    }
};

函数模板也是通用的函数定义，其中的某些类型和/或参数可以通过使用模板参数来延迟到使用时确定。例如：

template <typename T>
T myMax(T x, T y) {
    return x > y ? x : y;
}

可以看到，它们之间的根本区别是，类模板中包含了类定义，包括数据和函数成员，而函数模板只包含函数定义。

2. 实例化

类模板和函数模板都需要进行实例化，以生成可以使用的具体类和函数。当我们使用一个类模板时，需要指定类中使用的类型。例如：

MyClass<int> intObject;
intObject.setData(1);
cout << intObject.getData() << endl;

MyClass<string> stringObject;
stringObject.setData("Hello");
cout << stringObject.getData() << endl;

在这个示例中，我们实例化了两个不同类型的 Myclass。 个实例的类型为 int ，第二个实例的类型为 string。

在使用函数模板时，也需要对其进行实例化。例如：

int main() {
    cout << myMax<int>(1, 2) << endl;
    cout << myMax<double>(2.127, 2.128) << endl;
    cout << myMax<char>('a', 'c') << endl;
    return 0;
}

在这个示例中，我们实例化了三个不同的 T 类型，分别是 int, double 和 char。每种类型都会返回不同的值。

3. 应用

类模板和函数模板的应用非常广泛，下面列举一些典型的应用场景。

3.1 类模板

类模板最常用的应用是容器类型，包括链表、栈、队列和向量等。例如：

template <typename T>
class Stack {
private:
    vector<T> elems;
public:
    void push(T const& elem);
    void pop();
    T top() const;
    bool empty() const {
        return elems.empty();
    }
};

在这个示例中，我们定义了一个名为 Stack 的类模板，表示一个堆栈。它能够存储任何类型的元素，并可以执行一些常见的堆栈操作，如 push、pop、top 和 empty。

3.2 函数模板

函数模板的应用也非常广泛。例如，经常需要计算两个数的平均值，但是由于数据类型的不同，可能需要重载多个函数。这时，函数模板可以非常方便地解决这个问题。例如：

template <typename T>
inline T const& myMax(T const& x, T const& y) {
    return x > y ? x : y;
}

template <typename T, typename U>
inline T const& myMax(T const& x, U const& y) {
    return x > y ? x : y;
}

在这个示例中，我们定义了两个函数模板，分别命名为 myMax<T> 和 myMax<T, U>。 个模板适用于两个相同类型的数，第二个模板适用于两个不同类型的数。

4. 总结

类模板和函数模板是C++编程语言的基础概念，它们旨在方便地创建通用的数据结构和算法。类模板和函数模板之间的根本区别是：类模板生成的是类，而函数模板生成的是函数。使用类模板和函数模板时，需要对其进行实例化，以生成可以使用的具体类和函数。类模板的最常用应用是容器类型，包括链表、栈、队列和向量等；函数模板常用于算法，例如计算两个数的平均值、查找和排序等操作。掌握类模板和函数模板的使用是C++编程的重要基础。