C++中的模板类是什么？

C++中的模板类是一种泛型编程技术，它允许我们编写针对不同数据类型的通用类模板，可以减少代码量，提高效率。

模板类的定义

模板类定义可以采用下面的格式：

template <class T>
class class_name {
   // 类成员定义
};

其中 class T 表示定义了一个泛型类型 T，可以在类中使用。在类成员定义时，可以使用泛型类型 T 代替实际的类型。

模板类的实例化

当使用模板类时，必须为 T 指定一个实际的类型。例如：

class_name<int> obj1;     // 将 T 替换为 int
class_name<double> obj2;  // 将 T 替换为 double

模板类的示例

下面是一个简单的模板类示例，它实现了一个长度固定的数组类 Array，使用泛型类型 T 代表数组元素的类型：

template <class T, int N>
class Array {
private:
    T data[N];
public:
    void set(int i, T x) {
        data[i] = x;
    }
    T get(int i) {
        return data[i];
    }
    int size() {
        return N;
    }
};

在上面的定义中，T 表示数组元素的类型，N 表示数组的长度。因为 N 是一个常量，所以我们使用了模板类的另一种形式来定义它。

我们可以用以下方式实例化模板类 Array：

Array<int, 5> arr1;
Array<double, 10> arr2;

因为 Array 是一个模板类，所以在定义时我们必须指定模板参数 int 和 double。

下面是一个使用 Array 类的示例：

Array<int, 5> arr;
for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
    arr.set(i, i * 2);
}
for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
    std::cout << arr.get(i) << std::endl;
}

在上面的示例中，我们创建了一个长度为 5 的 Array 对象 arr，并设置了每个元素的值。然后，我们依次打印出了每个元素的值。

另一种示例

下面是另一个使用模板类的示例，它定义了一个通用的 Stack 类，可以用来实现任何类型的栈功能：

template <class T>
class Stack {
private:
    std::vector<T> data;
public:
    void push(T item) {
        data.push_back(item);
    }
    T pop() {
        T item = data.back();
        data.pop_back();
        return item;
    }
    T peek() {
        return data.back();
    }
    bool empty() {
        return data.empty();
    }
};

在上面的定义中，T 表示栈元素的类型。

下面是一个使用 Stack 类的示例，它实现了一个整数栈：

int main() {
    Stack<int> stack;
    stack.push(1);
    stack.push(2);
    stack.push(3);
    while (!stack.empty()) {
        std::cout << stack.pop() << std::endl;
    }
    return 0;
}

在上面的示例中，我们创建了一个 Stack 对象 stack，并向其中添加了一些整数。然后，我们依次将栈顶元素弹出并打印出来，直到栈为空。

通过这个示例，我们可以看到模板类的优势：实现一次，适用于多种类型。