Introdução aos Modelos (Templates)

No C++, os modelos são uma poderosa ferramenta de reutilização de código, permitindo que funções e classes operem com diferentes tipos sem a necessidade de repetir o código. A sintaxe básica para definir um modelo é:

template <typename T>

O tipo T atua como um parâmetro genérico, substituível por qualquer tipo real durante a instância.

Modelos de Funções

Os modelos de função premitem criar funções que funcionam com múltiplos tipos. Sua sintaxe geral é:

template <typename T1, typename T2, ..., typename Tn>
TipoRetorno NomeDaFuncao(Parâmetros) { /* corpo */ }

Exemplo prático de troca de valores entre duas variáveis usando um modelo de função:

template <typename Tipo>
void Trocar(Tipo& a, Tipo& b) {
    Tipo temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    double valor1 = 3.14, valor2 = 2.71;
    Trocar<double>(valor1, valor2); // Instanciação explícita
    return 0;
}

Modelos de Classes

Classes modelo permitem definir estruturas que operam com tipos genéricos. A declaração começa com o cabeçalho do modelo, seguido da definição da classe:

template <typename T1, typename T2>
class NomeDaClasse { /* membros */ };

Exemplo: uma classe Ponto que armazena coordenadas com tipos distintos:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

template <typename X, typename Y>
class Ponto {
public:
    Ponto(X coordenadaX, Y coordenadaY) : x(coordenadaX), y(coordenadaY) { }

    X obterX() const;
    void atribuirX(X novoX);
    Y obterY() const;
    void atribuirY(Y novoY);

private:
    X x;
    Y y;
};

// Definição dos métodos fora da classe
template <typename X, typename Y>
X Ponto<X, Y>::obterX() const {
    return x;
}

template <typename X, typename Y>
void Ponto<X, Y>::atribuirX(X novoX) {
    x = novoX;
}

template <typename X, typename Y>
Y Ponto<X, Y>::obterY() const {
    return y;
}

template <typename X, typename Y>
void Ponto<X, Y>::atribuirY(Y novoY) {
    y = novoY;
}

int main() {
    Ponto<int, int> ponto1(5, 10);
    cout << "x=" << ponto1.obterX() << ", y=" << ponto1.obterY() << endl;

    Ponto<float, double> ponto2(3.14f, 9.81);
    cout << "x=" << ponto2.obterX() << ", y=" << ponto2.obterY() << endl;

    Ponto<string, int> ponto3("Coordenada", 42);
    cout << "x=" << ponto3.obterX() << ", y=" << ponto3.obterY() << endl;

    // Uso com ponteiro
    Ponto<string, float>* p = new Ponto<string, float>("Teste", 1.5);
    cout << "x=" << p->obterX() << ", y=" << p->obterY() << endl;
    delete p;

    return 0;
}