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目录
P167模板-模板的概念
P168模板-函数模板的基本语法
P169模板-函数模板的注意事项
P170模板-函数模板案例-数组排序
P171模板-普通函数与函数模板的区别
P172模板-普通函数与函数模板调用规则
P173模板-模板的局限性
P167模板-模板的概念
模板就是建立通用的模具,大大提高复用性。
模板的特点:
- 模板不可以直接使用,它只是一个框架
- 模板的通用并不是万能的
C++另外一种编程思想成为泛型编程,主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制:函数模板和类模板
P168模板-函数模板的基本语法
函数模板的作用:建立一个通用函数,其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定。用一个虚拟的类型来代表。
语法:
template<typename T>
函数申明或定义
解释:
- template-声明创建模板
- typename-表明其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替
- T-通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母
示例:
using namespace std;
#include<iostream>
//函数模板
//交换两个整型函数
void swapInt(int &a, int &b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//交换两个浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b)
{
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//函数模板
template <typename T>//声明一个模板,告诉编译器后面代码中紧跟的T不要报错,T是一个通用数据类型
void Swap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01() {
int a = 10;
int b = 20;
//利用函数模板进行交换
//两种方式使用函数模板
//1、自动类型推导
Swap(a, b);
cout << "a:" << a << endl;
cout << "b:" << b << endl;
//2、显示指定类型
double c = 1.2;
double d = 2.1;
Swap<double>(c, d);
cout << "c:" << c << endl;
cout << "d:" << d << endl;
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
结果:
总结:
-
函数模板利用关键字 template
-
使用函数模板有两种方式:自动类型推导、显示指定类型
-
模板的目的是为了提高复用性,将类型参数化
P169模板-函数模板的注意事项
注意事项:
- 自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
- 模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用
//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
// 1、自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
mySwap(a, b); // 正确,可以推导出一致的T
//mySwap(a, c); // 错误,推导不出一致的T类型
}
// 2、模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用
template<class T>
void func()
{
cout << "func 调用" << endl;
}
void test02()
{
//func(); //错误,模板不能独立使用,必须确定出T的类型
func<int>(); //利用显示指定类型的方式,给T一个类型,才可以使用该模板
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
使用模板时必须确定出通用数据类型T,并且能够推导出一致的类型
P170模板-函数模板案例-数组排序
案例描述:
- 利用函数模板封装一个排序函数,可以对不同的数据类型数组进行排序
- 排序规则从大到小,排序算法为选择排序
- 分别利用char数组和int数组进行测试
示例:
using namespace std;
#include<iostream>
template<class T>
void Swap(T& a, T& b) {
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
template<class T>
void Sort(T arr[],int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
int max = i;
for (int j = i + 1; j < len; j++)
{
if (arr[max] < arr[j])
{
max = j;
}
}
if (max != i) //如果最大数的下标不是i,交换两者
{
Swap(arr[max], arr[i]);
}
}
}
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
//测试char数组
char charArr[] = "bdcfeagh";
int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
Sort(charArr, num);
printArray(charArr, num);
}
void test02()
{
//测试int数组
int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
Sort(intArr, num);
printArray(intArr, num);
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
结果:
P171模板-普通函数与函数模板的区别
普通函数与函数模板的区别:
- 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
- 函数模板调用时,如果利用自动类型推导,不会发生隐式类型转换
- 如果利用显示指定类型类型的方式,可以发生隐式类型转换
示例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
#include<string>
#include<Ctime>
//普通函数
int ADD01(int a, int b)
{
return a + b;
}
//函数模板
template <typename T>
T ADD02(T a, T b) {
return a + b;
}
void test01() {
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
cout << ADD01(a, c) << endl;//正确,将char类型的"c"隐式转换为int类型"c"的ASCII码99
//myAdd02(a, c); // 报错,使用自动类型推导时,不会发生隐式类型转换
cout << ADD02<int>(a, c)<<endl;;//正确,如果使用显示指定类型,可以发生隐式类型转换
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
结果:
P172模板-普通函数与函数模板调用规则
普通函数和函数模板的调用规则:
1、如果普通函数和函数模板都可以实现,那么调用普通函数
2、如果可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3、函数模板也可以发生重载
4、如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
示例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
using namespace std;
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
#include<string>
#include<Ctime>
void Print(int a, int b)
{
cout << "普通函数的调用" << endl;
}
template <typename T>
void Print(T a, T b)
{
cout << "函数模板的调用" << endl;
}
template <typename T>
void Print(T a, T b,T c)
{
cout << "函数模板的调用(重载)" << endl;
}
void test01() {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
//1、如果函数模板和普通函数都可以实现,优先调用普通函数
// 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的,但只是声明没有实现,或者不在当前文件内实现,就会报错找不到
Print(a, b);//调用普通函数
//2、可以通过空模板参数列表来强调调用函数模板
Print<>(a, b);
//3、函数模板也可以发生重载
Print<>(a, b, c);
//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
char c1 = 'a';
char c2 = 'b';
Print(c1, c2); //调用函数模板
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
结果:
总结:既然提供了函数模板,最好就不要提供普通函数,否则容易出现二义性
P173模板-模板的局限性
局限性:
-
模板的通用性并不是万能的
例如:
template<class T>
void f(T a, T b)
{
a = b;
}
在上述代码中提供的赋值操作,如果传入的a和b是一个数组,就无法实现了。
再例如:
template<class T>
void f(T a, T b)
{
if(a > b) { ... }
}
因此C++为了解决这种问题,提供模板的重载,可以为这些特定的类型提供具体化的模板
示例:
#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
if (a == b)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//具体化,显示具体化的原型和定意思以template<>开头,并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
//利用具体化Person的版本实现代码,具体化优先调用
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
if ( p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
bool ret = myCompare(a, b);
if (ret)
{
cout << "a == b " << endl;
}
else
{
cout << "a != b " << endl;
}
}
void test02()
{
Person p1("Tom", 10);
Person p2("Tom", 10);
//自定义数据类型,不会调用普通的函数模板
//可以创建具体化的Person数据类型的模板,用于特殊处理这个类型
bool ret = myCompare(p1, p2);
if (ret)
{
cout << "p1 == p2 " << endl;
}
else
{
cout << "p1 != p2 " << endl;
}
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
利用具体化的模板,可以解决自定义类型的通用化
-
学习模板并不是为了写模板,而是在STL能够运用系统提供的模板