泛型编程:
泛型编程:编写与类型无关的通用代码,模板是泛型编程的基础
class Test
{
public:
void Swap(int& left, int& right)
{
int tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
double tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
char tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
private:
};
实现一个通用的Swap交换函数可以利用函数重载实现,但是函数重载仅仅是类型不同,代码复用率比较低,只要有新的类型出现,就需要增添重载函数,此时就可以使用泛型编程规避这些问题
函数模板:
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
函数模板格式:
//template<typename T1,typename T2......>
template<typename T>
//返回值类型 函数名(参数列表){}
void Swap(T left, T right)
{
T tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
函数模板的原理:
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。
函数模板的实例化:
隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
当传参的参数类型与函数的参数类型一致时,直接调用函数即可:
template<typename T>
void Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
Add(a, b);
double c = 1.0;
double d = 2.0;
Add(c, d);
return 0;
}
当传参的参数类型与函数的参数类型不一致时,直接使用隐式类型转换:
template<typename T>
void Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a = 1;
double b = 2.0;
Add(a,(int)b);
return 0;
}
显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
template<typename T>
void Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a = 1;
double b = 2.0;
Add<int>(a,b);
return 0;
}
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
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
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
}
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
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配,不需要函数模板实例化
Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本,编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}
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
类模板:
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};
template<typename T>
class Test
{
public:
Test(size_t capacity = 10)
:_Data(new T[capacity])
,_size(0)
,_capacity(capacity)
{}
private:
T* _Data;
size_t _size;
size_t _capacity;
};