C++如何使用模板实现容器类

使用模板可实现通用容器类,如MyVector支持任意类型。通过template<typename T>定义泛型类,封装动态数组,提供push_back、pop_back、下标访问等操作,并在使用时自动实例化为具体类型,兼具类型安全与复用性,但实际开发中应优先采用标准库容器。

C++如何使用模板实现容器类

在C++中,使用模板实现容器类可以让你编写通用、类型安全且可复用的数据结构。通过模板,容器可以支持任意数据类型,比如 intdouble 或自定义类类型。下面以一个简单的动态数组容器(类似 std::vector 的简化版)为例,说明如何使用模板构建一个通用容器。

定义模板容器类

使用 template<typename T> 声明一个泛型类,T 代表用户将要存储的类型。

 template <typename T> class MyVector { private:     T* data;          // 指向动态数组的指针     size_t size;      // 当前元素个数     size_t capacity;  // 当前容量 <pre class='brush:php;toolbar:false;'>void resize();     // 扩容函数

public: MyVector(); ~MyVector();

void push_back(const T& value); void pop_back(); T& operator[](size_t index); const T& operator[](size_t index) const; size_t getSize() const; bool isEmpty() const;

};

实现成员函数

所有成员函数都需要在类外加上 template<typename T> 前缀,并注意处理内存分配与异常安全。

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 template <typename T> MyVector<T>::MyVector() : data(nullptr), size(0), capacity(0) {} <p>template <typename T> MyVector<T>::~MyVector() { delete[] data; }</p><p>template <typename T> void MyVector<T>::push_back(const T& value) { if (size == capacity) { resize(); } data[size++] = value; }</p><p>template <typename T> void MyVector<T>::resize() { capacity = (capacity == 0) ? 1 : capacity <em> 2; T</em> new_data = new T[capacity]; for (size_t i = 0; i < size; ++i) { new_data[i] = data[i];  // 调用 T 的赋值操作 } delete[] data; data = new_data; }</p><p>template <typename T> T& MyVector<T>::operator[](size_t index) { return data[index]; }</p><p>template <typename T> const T& MyVector<T>::operator[](size_t index) const { return data[index]; }</p><p>template <typename T> size_t MyVector<T>::getSize() const { return size; }</p><p>template <typename T> bool MyVector<T>::isEmpty() const { return size == 0; }</p>

使用模板容器

实例化时指定具体类型,编译器会自动生成对应版本的类。

 #include <iostream> <p>int main() { MyVector<int> vec; vec.push_back(10); vec.push_back(20); vec.push_back(30);</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>for (size_t i = 0; i < vec.getSize(); ++i) {     std::cout << vec[i] << " "; } std::cout << std::endl;  MyVector<std::string> strVec; strVec.push_back("Hello"); strVec.push_back("World");  std::cout << strVec[0] << " " << strVec[1] << std::endl;  return 0;

}

基本上就这些。只要掌握模板语法和内存管理,就能写出灵活高效的通用容器。注意:真实项目中建议优先使用标准库容器,如 std::vectorstd::list 等,它们经过高度优化并具备完善的异常处理机制。

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