C++初阶第八篇——模板初阶（泛型编程+函数模板+类模板）

Posted 2022-02-13 呆呆兽学编程

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++初阶第八篇——模板初阶（泛型编程+函数模板+类模板）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

⭐️1现在，今天我要给大家介绍一些C++中的模板，了解C++中的泛型编程到底是个什么样子的东西。
⭐️博客代码已上传至gitee：https://gitee.com/byte-binxin/cpp-class-code

🌏泛型编程

概念： 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。

看下面一个例子，实现不同类型的两数交换：

void Swap(int& left, int& right)

	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;

void Swap(double& left, double& right)

	double temp = left;
	left = right;
	right = temp;

void Swap(char& left, char& right)

	char temp = left;
	left = right;
	right = temp;

不知道大家看到这么几个代码心里是什么感觉，有没有觉得这里一直在写重复的代码，看起来十分地不舒服，只要出现一个新的类型的数互换，就要重新写一段代码，显得很麻烦。这样的代码总结就是：复用性低 和 可维护性差。
为了提高代码的复用性，C++提出了泛型编程，也就是写一种与类型无关的代码，提高代码的复用性。或者说是提供一个模板，让不同类型的代码可以根据模板代码生成与其对应的代码。
模板又分为函数模板和类模板。下面就来给大家一一介绍。

🌏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。
写法： template<class T1, class T2…>(其中，也可以用typename来代替class，T代表的是一种类型)

交换两数的函数模板可以写出如下：

template<class T> // typename
void Swap(T& left, T& right)

	T tmp = left;
	left = right;
	right = tmp;

🍯原理

模板原理： 函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。
函数生成阶段： 编译的预处理阶段。
编译器根据传入的实参来推演实例化出对应的函数和类。

🍯模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。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(T a, T b)

	return a + b;

隐式实例化

int main()

	int a1 = 10, b1 = 20;
	double a2 = 10.0, b2 = 20.0;
	// 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的类型
	Add(a1, b1);
	Add(a2, b2);
	// Add(a1,b2) error   Add(a1,(int)b2) true

	// 显式实例化
	Add<int>(a1, b1);

	return 0;

显示实例化

int main()

	int a1 = 10, b1 = 20;
	// 显式实例化：在函数名后加<>直接指明实际类型
	Add<int>(a1, b1);

	return 0;

🍯模板参数匹配原则

一个非模板函数与一个同名函数模板同时存在正常调用时调用前者，因为编译器不用处理模板，指定调用时调用后者

template<class T>
T Add(T a, T b)

	return a + b;

int Add(int a, int b)

	return a + b;

int main()

	Add(10, 20);// 直接调用同名函数，不需要用模板推演
	Add<int>(10, 20);// 指定调用模板
	return 0;

条件相同，调用前者，后者如果可以实例化出具有更好匹配的函数，选择后者
模板函数不允许自动类型转换

🌏类模板

写法： template<class T1, class T2,…>
class 类模板名
;

// 类模板  类型是Vector<存储数据类型>  例如存储的是整形，那么类型就是Vector<int>
template<class T>
class Vector

public:
	Vector(size_t capcaity = 4)
		:_p(new T[_capcaity])
		,_size(0)
		,_capasity(capacity)
	
	~Vector()
	
		delete[] _p;
		_p = nullptr;
		_size = _capcaity = 0;
	
private:
	size_t _capcaity;
	size_t _size;
	T* _p;
;