最簡單的C++模板範例

1. 
   // MaxTemplate.cpp : Defines the entry point for the console application.
2. //
4. #include "stdafx.h"
5. #include <iostream>
6. #include <string>
8. using namespace std;
10. template <typename T>
11. inline T const& max(T const& a, T const& b)
12. {
13.     return a > b ? a : b; 
14. }
16. //test
17. int main()
18. {
19.     int a = 0;
20.     int b = 0;
21.     
22.     //給a b 賦值為隨機數
23.     a = ::rand();
24.     b = ::rand();
26.     cout << "max(" << a << ", " << b << ") = " << ::max(a, b) << endl;
28.     double du1 = 0.0;
29.     double du2 = 0.0;
31.     du1 = (double)rand() / 10000;
32.     du2 = (double)rand() / 10000;
34.     cout << "max(" << du1 << ", " << du2 << ") = " << ::max(du1, du2) << endl;
36.     string str1 = "hello";
37.     string str2 = "test";
39.     cout << "max(" << str1 << ", " << str2 << ") = " << ::max(str1, str2) << endl;
41.     return 0;
42. }

程式調用了 max()三次。第一次所給自變數是兩個 int，第二次所給自變數是兩個 double，最後一 次給的是兩個 std::string。每一次 max()均比較兩值取其大者。程式運行結果為：max(7,i): 42max(f1,f2): 3.4max(s1,s2): mathematics注意程式對max()的三次調用都加了首碼字 "::"，以便確保被調用的是我們在全域命名空間（global namespace）中定義的 max()。標準庫內也有一個 std::max() template，可能會在某些情況下被調用，或在調用時引發模稜兩可（ambiguity，歧義性）。一般而言，templates 不會被編譯為「能夠處理任意類型」的單一實體（entity），而是被編譯為多個個別實體，每一個處理某一特定類型。因此，針對三個類型，max()被編譯成三個實體。 例如第一次調用 max()：int i = 42;    max(7,i)    使用的是「以int 為 template parameter T」的 function template，語意上等同於調用以下函數：inline int const& max (int const& a, int const& b){// 如果 a<b 就傳回 b，否則傳回 areturn a < b ? b : a;}以具體類型替換 template parameters 的過程稱為「執行個體化」（instantiation，或稱「實體化」）。過程中會產生 template 的一份實體（instance）。不巧的是，instantiation（執行個體化、執行個體化產品）和instance（實體）這兩個術語在OO（物件導向）編程領域中有其它含義，通常用來表示一個 class的具體對象（concrete object）。本書專門討論 templates，因此當我們運用這個術語時，除非另有明確指示，表達的是 templates 方面的含義。注意，只要 function template 被使用，就會自動引發執行個體化過程。程式員沒有必要個別申請執行個體化過程。類似情況，另兩次對 max()的調用被執行個體化為：const double& max (double const&, double const&);const std::string& max (std::string const&, std::string const&);如果試圖以某個類型來執行個體化 function template，而該類型並未支援 function template 中用到的操作，就會導致編譯錯誤。例如：std::complex<float> c1, c2; // 此類型並不提供 operator<   max(c1,c2); // 編譯期出錯實際上，templates 會被編譯兩次：1. 不執行個體化，只是對 template 程式碼進行語法檢查以發現諸如「缺少分號」等等的語法錯誤。2. 執行個體化時，編譯器檢查 template 程式碼中的所有調用是否合法，諸如「未獲支援之函數調用」便會在這個階段被檢查出來。這會導致一個嚴重問題：當 function template 被運用而引發執行個體化過程時，某些時候編譯器需要用到template 的原始定義。一般情況下，對普通的（non-template）functions而言，編譯和連結兩步驟是各自獨立的，編譯器只檢查各個functions的聲明語句是否和調用語句相符，然而template 的編譯破壞了這個規則。解決辦法在第6章討論。眼下我們可以用最簡單的解法：把template 程式碼以 inline 形式寫在標頭檔（header）中。