c++模板--让偷懒成为常态

Posted 2021-06-26 Hensenberg_Posion

文章目录

• 模板
• • 一.函数模板
  • • 1.模板概念
    • 2.函数模板
    • 3.函数模板注意事项
    • 4.函数模板案例——选择排序各种类型的数组
    • 5.普通函数与函数模板地区别
    • 6.普通函数与函数模板的调用规则
    • 7.模板的局限性
  • 二.类模板
  • • 1.类模板的概念
    • 2.类模板和函数模板的区别
    • 3.类模板对象做函数参数
    • 4.类模板与继承

模板

一.函数模板

1.模板概念

简单的理解就是像ppt里面的模板一样，提高复用性，减少重复的劳动

模板只是一个框架，不能直接使用，需要自己添点东西进去

所以说学习模板主要是为了能够学会调用STL里面的模板

2.函数模板

这个模板的作用就是建立一个通用函数，返回值还有参数类型先不指定，等到具体使用时再说明

template 这个语句后面别加分号

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

template — 声明创建模板

typename — 表面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：

#include<iostream>
using namespace std;

template<typename T>  //T是通用的数据类型

void Myswap(T& a, T& b)
{
	T temp;
	temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
int main()
{
	double a = 1.2;
	double c = 2.3;
	Myswap(a, c);  //编译器自动将T转换为double型
	cout << a << "  " << c << endl;
	Myswap<double>(a, c);  //在函数后面说明T的类型
	cout << a << "  " << c << endl;
	return 0;
}

3.函数模板注意事项

• 模板必须要确定数据类型T的确定类型
• 自动推出数据类型时，一个函数里面参数数据类型不同，T自动推导不出来

4.函数模板案例——选择排序各种类型的数组

#include<iostream>
using namespace std;

template<typename T1>  //T是通用的数据类型

void Selectsort(T1 array[],int len)
{
	T1 temp;
	int i, max_position , j;
	for (i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		max_position = i;
		for (j = i; j < len -1 ; j++)
		{
			if (array[j] < array[j + 1])
			{
				max_position = j + 1;
			}
			temp = array[i];
			array[i] = array[max_position];
			array[max_position] = temp;
		}
	}
}
template<typename T2>     //一个T只能给一个模板用
void PrintSort(T2 array[], int len)
{
	int i;
	for (i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << array[i] << "  ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	char Array1[6] = { "abcde" };
	int Array2[5] = { 1,2,3,4,5 };
	Selectsort<char>(Array1,5);
	PrintSort<char>(Array1, 5);
	Selectsort<int>(Array2, 5);
	PrintSort<int>(Array2, 5);
	return 0;
}

5.普通函数与函数模板地区别

• 普通函数调用时可以发生隐式类型转换

下面代码说明什么是隐式类型转换

int MyAdd(int a,int b)
{
    return a+b;
}

int main()
{
    int a=20;
    char c='a';
    cout<<MyAdd(a,c);//隐式类型转换就是会将字符型转换为整型，因为函数返回值是整型
}

• 函数模板调用时，如果使用自动类型推导，不会发生隐式类型转换，因为编译器不知道T到底是哪种类型，就像上面代码，如果是自动推导，不知道是转为字符型还是整型。

• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

  知道了规定的类型，编译器就知道怎么转了。

所以说建议使用显示指定类型的模板。

6.普通函数与函数模板的调用规则

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

2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

   myAdd<>(a,b)  //强制调用函数模板，这就是空模板参数列表，不给它指定类型
   

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

   第四点的意思是如果函数模板的实现更容易，就调用函数模板，比如如果两个参数的类型都需要转换的话，用函数模板能够直接推导出T，更简单。

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

7.模板的局限性

#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
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;
}

二.类模板

1.类模板的概念

这个很容易理解，类里面的数据类型不确定嘛。

类模板作用：

• 建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

template<typename T>
类

看代码就懂了

#include<iostream>
using namespace std;

template<class Nametype,class Agetype>
class person    //this is the creation of class model
{
public:
	person(Nametype name ,Agetype age)
	{
		m_name = name;
		m_age = age;
	}
	void showMessage()
	{
		cout << "name :" << m_name << "  age :" << m_age << endl;
	}
	Nametype m_name;
	Agetype m_age;
};
int main()
{
	person<string, int>p1("jack", 20);  //必须指定类里面的数据类型
	p1.showMessage();

	return 0;
}

2.类模板和函数模板的区别

• 类模板没有自动类型推导的功能，很容易想清楚，编译器不知道转到哪一个类型。

• 类模板可以有默认参数

  上面的person类模板

  person(Nametype name,Nametype =int)//给定一个默认参数
  

3.类模板对象做函数参数

• 指定传入的数据类型，就写清楚每个成员的具体数据类型

• 参数模板化 ，看下面代码就懂了

• 整个类模板化，同理，看代码

  用的最多的是第一种，是最容易理解，也是最好实现的一种

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

template<class Nametype,class Agetype>
class person    //this is the creation of class model
{
public:
	person(Nametype name ,Agetype age)
	{
		m_name = name;
		m_age = age;
	}
	void showMessage()
	{
		cout << "name :" << m_name << "  age :" << m_age << endl;
	}
	Nametype m_name;
	Agetype m_age;
};
void showMessage1(person<string,int>&p)   //1.指定传入的数据类型
{
	cout << "name :" << p.m_name << "  age :" << p.m_age << endl;
}


template<class T1,class T2>
void showMessage2(person<T1, T2>& p)    //2.参数模板化
{
	cout << "name :" << p.m_name << "  age :" << p.m_age << endl;
	cout << "T1'kind of date is " << typeid(T1).name() << endl;
	cout << "T2'kind of date is " << typeid(T2).name() << endl;    //查数据类型的方式
}
template<class T>
void showMessage3(T& p)   //整个类模板化
{
	p.showMessage();
	cout << "T 的数据类型是：" << typeid(T).name() << endl;
}
int main()
{
	person<string, int>p1("jack", 20);
	cout << "the first function" << endl;
	showMessage1(p1);
	cout << "the second function" << endl;
	showMessage2(p1);
	cout << "the third function" << endl;
	showMessage3(p1);
	

	return 0;
}

4.类模板与继承

• 必须要知道父类中的T类型，才能继承给子类，就在继承的时候说明一下T的数据类型
• 如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变成类模板

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

template<class T>
class person
{
public:
	T name;
};

class Student :public person<string>  //说明父类的T的类型
{
public:
	int grade;
};

template<class T1, class T2>
class Teacher :public person<T2>    //如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变成类模板
{
public:
	T1 number;  
};

int main()
{
	Teacher<int, string>t1;
	t1.name = "王大寒";
}