C++ テンプレート

テンプレートは、特定の型に依存しない方法でコードを記述することを含む汎用プログラミングの基礎です。

テンプレートは、ジェネリック クラスまたは関数を作成するための青写真または数式です。イテレータやアルゴリズムなどのライブラリ コンテナは、汎用プログラミングの例であり、テンプレートの概念を使用して開発されています。

vector など、各コンテナの単一の定義があります。 ですが、たとえば vector のようにさまざまな種類のベクトルを定義できます。 または vector .

テンプレートを使用して関数とクラスを定義できます。それらがどのように機能するかを見てみましょう −

関数テンプレート

テンプレート関数定義の一般的な形式をここに示します −

template <class type> ret-type func-name(parameter list) {
   // body of function
} 

ここで、type は、関数で使用されるデータ型のプレースホルダー名です。この名前は関数定義内で使用できます。

以下は、最大 2 つの値を返す関数テンプレートの例です −

ライブデモ

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
inline T const& Max (T const& a, T const& b) { 
   return a < b ? b:a; 
}

int main () {
   int i = 39;
   int j = 20;
   cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; 

   double f1 = 13.5; 
   double f2 = 20.7; 
   cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; 

   string s1 = "Hello"; 
   string s2 = "World"; 
   cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; 

   return 0;
}

上記のコードをコンパイルして実行すると、次の結果が生成されます −

Max(i, j): 39
Max(f1, f2): 20.7
Max(s1, s2): World

クラス テンプレート

関数テンプレートを定義できるように、クラス テンプレートも定義できます。ジェネリック クラス宣言の一般的な形式をここに示します −

template <class type> class class-name {
   .
   .
   .
}

ここに入力してください クラスがインスタンス化されるときに指定されるプレースホルダ型名です。コンマ区切りのリストを使用して、複数の汎用データ型を定義できます。

以下は、クラス Stack<> を定義し、スタックから要素をプッシュおよびポップする汎用メソッドを実装する例です −

ライブデモ

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

template <class T>
class Stack { 
   private: 
      vector<T> elems;    // elements 

   public: 
      void push(T const&);  // push element 
      void pop();               // pop element 
      T top() const;            // return top element 
      
      bool empty() const {      // return true if empty.
         return elems.empty(); 
      } 
}; 

template <class T>
void Stack<T>::push (T const& elem) { 
   // append copy of passed element 
   elems.push_back(elem);    
} 

template <class T>
void Stack<T>::pop () { 
   if (elems.empty()) { 
      throw out_of_range("Stack<>::pop(): empty stack"); 
   }
   
   // remove last element 
   elems.pop_back();         
} 

template <class T>
T Stack<T>::top () const { 
   if (elems.empty()) { 
      throw out_of_range("Stack<>::top(): empty stack"); 
   }
   
   // return copy of last element 
   return elems.back();      
} 

int main() { 
   try {
      Stack<int>         intStack;  // stack of ints 
      Stack<string> stringStack;    // stack of strings 

      // manipulate int stack 
      intStack.push(7); 
      cout << intStack.top() <<endl; 

      // manipulate string stack 
      stringStack.push("hello"); 
      cout << stringStack.top() << std::endl; 
      stringStack.pop(); 
      stringStack.pop(); 
   } catch (exception const& ex) { 
      cerr << "Exception: " << ex.what() <<endl; 
      return -1;
   } 
} 

上記のコードをコンパイルして実行すると、次の結果が生成されます −

7
hello
Exception: Stack<>::pop(): empty stack