自动推导、函数模板、类模板

目录

• 1. 自动推导出数据类型
• 2. 函数模板
  • 基本概念
  • 注意事项
  • 函数模板的具体化
  • 函数模板分文件编写
  • 函数模板高级
  • 函数后置返回类型

1. 自动推导出数据类型

auto关键字

linux 系统下使用的话，要在编译时 —std==c++11

注意：

1. auto声明的变量必须在定义时初始化
2. 初始化的右值可以是具体的数值，也可以是表达式和函数的返回值等
3. auto不能作为函数的形参类型
4. auto不能直接声明数组
5. auto不能定义类的非静态成员

不要滥用auto,auto在编程时真正的用途如下

1. 代替冗长复杂的变量声明：例如函数指针
2. 在模板中，用于声明依赖模板参数的变量
3. 函数模板依赖模板参数的返回值
4. 用于lambda表达式中

2. 函数模板

基本概念

注意：库函数中有swap()函数，声明函数不要重名，可以首字母大写

虽然我们可以重载多个交换函数，来满足交换不同数据类型的要求，但是这种交换的方式好像不是很高明，需要很多重复代码，而且如果有新的自定义的数据类型，还需要新的交换函数

函数模板是通用的函数描述，使用任意类型（泛型）来描述函数

编译的时候，编译器推导实参的数据类型，根据实参的数据类型和函数模板，生成该类型的函数定义

生成函数定义的过程称为实例化

函数模板实例化

函数模板在实例化的过程中，编译器会在函数名中加入一些乱七八糟的东西，再用编译后的函数名替换代码中对应的函数调用。

如果不想编译器自动类型推导，可以再函数名后面加参数类型

Swap<String>(a, b);

注意事项

1. 可以为类的成员函数创建模板，但不能是虚函数和析构函数

2. 使用函数模板时，必须明确数据类型，确保实参与函数模板能匹配得上

   都是T类型的形参，传入的实参类型应该相同

   下面这里如果在调用函数的时候不明确数据类型的话就会报错
   

3. 使用函数模板时，推导的数据类型必须适应函数模板中的代码

   意思是，函数模板可以推导任意数据类型，但是函数中的代码不一定适应数据类型

   例如：我们传入函数模板中一个自定义类型，但并没有重载+操作符，而在函数模板代码中又使用了相应的+操作，编译器就会报错

4. 使用函数模板时，如果是自动类型推导，不会发生隐式类型转换，如果显示指定了函数模板的数据类型，可以隐式类型转换

   如果传入参数的类型与显式定义的类型不同，可以隐式类型转换成显式定义的类型

5. 函数模板支持多个通用数据类型的参数

   模板函数可以有多个通用参数

6. 函数模板支持重载，并且可以有非通用类型的参数

函数模板的具体化

可以提供一个具体化的函数定义，当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，不再寻找模板

就是函数模板通用化之外的一个具体化版本

有具体化定义的时候，会优先使用具体化定义

声明和定义可以分开写

语法

// template<> void 函数模板名<Gril>(参数列表)
template<> void 函数模板名(参数列表) {
  // 函数体
}

使用顺序

普通函数、函数模板、具体化的函数模板以及它们的重载版本

规则

1. 具体化函数先于常规模板，普通函数优先于具体化和常规模板
2. 如果希望使用函数模板，可以用空模板参数强制使用函数模板
3. 如果函数模板能产生更好的匹配，将优先于非模板函数

函数模板分文件编写

函数模板一般放在头文件中

如果有函数模板具体化的情况，则不同

函数模板只是函数的描述，没有实体，创建函数模板的代码放在头文件中

函数模板的具体化有实体，编译的原理和普通函数一样，所以，声明放在头文件中，定义放在源文件中

函数模板高级

decltype 关键字

auto关键字可以一定程度上解决上面提到的tmp的类型无法确定的问题，但如果我们需要返回tmp的话，又该怎么办？

在C++11中，**decltype**关键字用于查询表达式的数据类型

语法：decltype(expression) var;

decltype分析表达式并得到它的类型，不会计算执行表达式。函数调用也是一种表达式，因此不必担心在使用decltype的时候执行了函数。

推导规则

1. 如果expression是没有用括号括起来的标识符，则var的类型与该标识符相同，包括const等限定符
2. 如果expression是函数调用，则var的类型与函数的返回值相同（函数不能返回void，但是可以返回void * ）
3. 如果expression是左值（能取地址）(要排除第一种情况)、或者用括号括起来的标识符，则var的类型是expression的引用

   decltype(func()) da;
   decltype(func) fa;
   decltype((func)) da = func;
   
   decltype(a) da;
   // 下面中da是引用类型，需要进行初始化
   decltype((a)) da = a;
   

4. 如果上面的条件都不满足，则var的类型与expression的类型相同

在实际应用的时候，只要记住**decltype**可以用来推导表达式的类型，返回的是表达式类型或者表达式类型的引用即可，如果报错了就多试几次

decltype和auto都可以用来类型推导，但是两者是不同的

1. 用auto推导的时候需要初始化，decltype不需要
2. 下面的例子中，auto会执行函数或者表达式，decltype不会

   decltype(func()) da;
   auto dd = func();
   

左值和右值的区别

函数后置返回类型

在C++11标准中，下面的两种形式是等价的

int func(int x, double y);
// 等同于
auto func(int x, double y) -> int;

这里的auto是一个占位符，C++11中给auto新增的角色，为函数返回值占了一个位置

C++14标准中，auto可以直接推导函数的返回类型，不需要再使用decltype