【C++】模版+STL简介

C++是一个强大的编程语言，其强大的模板机制和标准模板库（STL）极大地提高了代码的灵活性和重用性。本文将对C++的模板和STL进行简要介绍，并通过代码示例加深理解。

模板

C++中的模板允许程序员编写与类型无关的代码。通过模板，您可以创建函数和类，这些函数和类可以适用于多种数据类型。例如，函数模板可以用于实现泛型算法，这样同一段代码可以处理不同类型的数据。

以下是一个简单的函数模板示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数模板
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << "整数相加: " << add(5, 3) << endl;          // 输出: 8
    cout << "浮点数相加: " << add(5.5, 3.3) << endl;  // 输出: 8.8
    return 0;
}

在上面的示例中，add函数可以接收任何数据类型的参数，只要这两个参数属于同一类型。模板参数T在函数调用时被具体类型替换。

类模板

除了函数模板，C++还支持类模板。使用类模板，您可以创建与类型无关的类，这样可以提高代码的重用率。

下面是一个类模板的示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板
template <typename T>
class Box {
private:
    T width;
public:
    Box(T w) : width(w) {}
    T getWidth() {
        return width;
    }
};

int main() {
    Box<int> intBox(10);
    Box<double> doubleBox(5.5);

    cout << "整数盒子的宽度: " << intBox.getWidth() << endl;       // 输出: 10
    cout << "浮点数盒子的宽度: " << doubleBox.getWidth() << endl; // 输出: 5.5
    return 0;
}

STL（标准模板库）

标准模板库（STL）是C++的一个重要部分，它提供了一系列泛型类和函数，包括常用的数据结构和算法，例如向量（vector）、列表（list）、集合（set）、映射（map）等。STL通过模板实现了极高的代码复用性，使得程序员可以专注于算法而不必关心底层实现。

以下是一个使用std::vector的示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> numbers;

    // 向vector中添加元素
    for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
        numbers.push_back(i);
    }

    // 输出vector中的元素
    cout << "vector中的元素: ";
    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;

    // 计算vector的总和
    int sum = 0;
    for (int n : numbers) {
        sum += n;
    }
    cout << "总和: " << sum << endl; // 输出: 15

    return 0;
}

在这个示例中，我们使用std::vector<int>创建一个整数动态数组，允许我们轻松地添加、遍历元素并计算总和。STL的强大之处在于它已经提供了很多常用的算法和数据结构，开发者只需简单调用即可。

总结

C++的模板和标准模板库（STL）极大地提高了编程效率和代码的可重用性。模板提供了一种灵活的方式来实现与类型无关的代码，而STL则为我们提供了一整套强大的数据结构和算法，使得程序设计变得更加快捷和高效。掌握模板和STL是成为C++高手的重要一步。