文章目录
- 模板（一）
- 1.泛型编程
- 2.函数模板
- 2.1函数模板概念
- 2.2函数模板格式
- 2.3函数模板的原理
- 2.4函数模板的实例化
- 2.4.1隐式实例化
- 2.4.2显式实例化
- 2.5模板参数的匹配原则
- 3.类模板
- 3.1类模板的定义格式
- 3.2类模板的实例化
模板（一）
1.泛型编程
如何实现一个通用的交换函数呢？
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
double temp = left;
left = right;
right = temp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
char temp = left;
left = right;
right = temp;
}
使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
-
重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数。
-
代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错
那能否告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢？
泛型编程：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。
2.函数模板
2.1函数模板概念
函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关。
在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。
2.2函数模板格式
template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 30;
cout << "a = " << a << " ";
cout << "b = " << b << " ";
cout << endl;
Swap(a,b);
cout << "a = " << a << " ";
cout << "b = " << b << " ";
return 0;
}
注意：typename是用来定义模板参数关键字**，**也可以使用class(切记：不能使用struct代替class)
2.3函数模板的原理
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。
所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。
在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数，以供调用。
比如：当用double类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，将T确定为double类型，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。
2.4函数模板的实例化
用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。
模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例化。
2.4.1隐式实例化
隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.11, d2 = 20.11;
Add(a1, a2);
Add(d1, d2);
Add(a1, (int)d1); //不同类型需要用户自己来强制转化
return 0;
}
2.4.2显式实例化
显式实例化：在函数名后的**< >**中指定模板参数的实际类型。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
int main(void)
{
int a = 10;
double b = 20.11;
Add<int>(a, b); // 显式实例化
Add<double>(a, b);
return 0;
}
如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错
2.5模板参数的匹配原则
- 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板 同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
int Add(int left, int right) //专门处理int的加法函数
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
template<class T>
T Add(T left, T right) //通用加法函数
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
int main(void)
{
Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化
Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
return 0;
}
- 对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模板.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
int Add(int left, int right)
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
cout << left + right << endl;
return 0;
}
int main(void)
{
Add(1, 2);
Add(1, 2.0);
return 0;
}
- 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换.
3.类模板
3.1类模板的定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
class Vector // 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
{
public:
Vector(size_t capacity = 10)
: _pData(new T[capacity])
, _size(0)
, _capacity(capacity)
{}
~Vector(); //使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
void PushBack(const T& data)；
void PopBack()；
size_t Size() { return _size; }
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _pData[pos];
}
private:
T* _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
template <class T> // 注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
Vector<T>::~Vector()
{
if (_pData)
delete[] _pData;
_size = _capacity = 0;
}
3.2类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟 <>，然后将实例化的类型放在**<>**中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;
