Linux C++中模板編程如何應用

在Linux環境下使用C++進行模板編程，可以極大地提高代碼的復用性和靈活性。以下是一些在Linux C++中應用模板編程的方法和示例：

1. 函數模板

函數模板允許你定義一個通用的函數，可以用于多種數據類型。

#include <iostream>

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

int main() {
    std::cout << "Addition of ints: " << add<int>(3, 4) << std::endl;
    std::cout << "Addition of doubles: " << add<double>(3.5, 4.5) << std::endl;
    return 0;
}

2. 類模板

類模板允許你定義一個通用的類，可以用于多種數據類型。

#include <iostream>

template <typename T>
class Array {
private:
    T* data;
    size_t size;

public:
    Array(size_t size) : size(size), data(new T[size]) {}

    ~Array() {
        delete[] data;
    }

    T& operator[](size_t index) {
        return data[index];
    }

    const T& operator[](size_t index) const {
        return data[index];
    }

    size_t getSize() const {
        return size;
    }
};

int main() {
    Array<int> intArray(5);
    intArray[0] = 1;
    intArray[1] = 2;
    std::cout << "First element of intArray: " << intArray[0] << std::endl;

    Array<double> doubleArray(3);
    doubleArray[0] = 1.1;
    doubleArray[1] = 2.2;
    std::cout << "First element of doubleArray: " << doubleArray[0] << std::endl;

    return 0;
}

3. 模板特化

模板特化允許你為特定的數據類型提供專門的實現。

#include <iostream>

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

// 特化版本 for char*
template <>
const char* max<const char*>(const char* a, const char* b) {
    return (strcmp(a, b) > 0) ? a : b;
}

int main() {
    std::cout << "Max of ints: " << max(3, 4) << std::endl;
    std::cout << "Max of doubles: " << max(3.5, 4.5) << std::endl;
    std::cout << "Max of strings: " << max("apple", "banana") << std::endl;
    return 0;
}

4. 變參模板

變參模板允許你定義接受任意數量和類型參數的模板。

#include <iostream>

template <typename... Args>
void print(Args... args) {
    (std::cout << ... << args) << std::endl;
}

int main() {
    print(1, "hello", 3.14, 'c');
    return 0;
}

5. 模板元編程

模板元編程是一種在編譯時執行計算的技術。

#include <iostream>

template <int N>
struct Factorial {
    static const int value = N * Factorial<N - 1>::value;
};

template <>
struct Factorial<0> {
    static const int value = 1;
};

int main() {
    std::cout << "Factorial of 5: " << Factorial<5>::value << std::endl;
    return 0;
}

編譯和運行

在Linux環境下，你可以使用g++編譯器來編譯和運行這些模板程序。例如：

g++ -o template_example template_example.cpp
./template_example

通過這些方法，你可以在Linux環境下充分利用C++模板編程的優勢，編寫出高效、靈活且可復用的代碼。