C++ ---模板(初识)

Posted 2021-06-24 L_add

模板

• • 泛型编程
  • 函数模板
  • • 概念
    • 函数模板的格式
    • 函数模板的原理
    • 函数模板的实例化
    • 模板参数的匹配原则
  • 类模板
  • • 类模板的定义格式
    • 类模板的实例化

泛型编程

void Swapi(int& x1, int&x2)
{

}
void Swapd(double& x1, double& x2)
{

}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	Swapi(a, b);
	Swapd(c, d);
	return 0;
}

不好：代码复用率低，代码的可维护性低
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

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

函数模板的格式

template<typename T1,typename T2…>
返回值类型 函数名(参数列表){}

template<typename T>
void Swap(T& x1, T& x2)
{
	T tmp = x1;
	x1 = x2;
	x2 = tmp;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	Swap(a, b);
	Swap(c, d);
	return 0;
}

//定义模板参数T可以也用class
template<class T>
void Swap(T& x1,T& x2)
{
	T tmp = x1;
	x1 = x2;
	x2 = tmp;
}

注意：typename是用来定义模板参数的关键字，也可以使用class

函数模板的原理

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

template <class T>
T Add(const T& x1,const T& x2)
{
	return x1 + x2;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	//编译器通过实参推形参的类型T分为int和double
	//这种是隐式实例化
	Add(a, b);
	Add(c, d);

	//不让编译器推演类型，显示指定类型
	//显式实例化
	cout << Add<int>(a, c) << endl;
	cout << Add<double>(b, d) << endl;
	return 0;
}

模板参数的匹配原则

1、一个非模板函数就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

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
template <class T>
T Add(const T& x1, const T& x2)
{
	return x1 + x2;
}
void Test()
{
	Add(1, 2);//与非模板函数匹配，编译器不需要特化
	Add<int>(1, 2.0);//调用编译器特化的Add版本
}

2、对于非模板和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调用时会优先调用非函数模板而不会从函数模板产生出一个实例。如果模板可以产生出一个具有更好匹配的函数，那么将选择模板

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
template <class T>
T Add(const T& x1, const T& x2)
{
	return x1 + x2;
}
void Test()
{
	Add(1, 2);//与非模板函数匹配，编译器不需要特化
	Add(1, 2.0);//模板函数可以生成更加匹配的版本
}

3、模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以

类模板

类模板的定义格式

template<class T1,class T2...>
class + 类模板名
{
//类内成员定义
};

template<class T>
	class vector
	{
	private:
		VDataTpye* _a;
		int _size;
		int _capacity;
	};


int main()
{
	vector<int> v1;//int
	vector<double> v2;//double
	return 0;
}

//注意：Vector不是具体的类，是编译器根据模板被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{
public:
	~Vector();
};
//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
template<class T>
vector<T>::~vector()
{}

模板不支持分离编译(声明在.h,定义在.cpp)
建议定义在一个文件

类模板的实例化

类模板实例化与函数实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字右面跟<>,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;