函数模板与类模板

Posted 2020-08-31 Carrie_0173

函数模板，顾名思义，是在生成函数时依照的模板。

　　有时，我们需要对不同的数据类型做同样的函数操作。

　　比如：分别对一个int类型数 和 一个double类型数求平方。

这时，虽然都是同样的求平方操作（函数体内代码一样），但是我们必须要编写两个不同的函数，因为处理int类型的函数的参数和返回值类型都应该是int，而处理double类型的函数的参数和返回值都应该是double。

如下：函数体内操作代码一样，设计为重载函数，用相同的函数名，但是参数类型和返回值类型却都不一样，函数需要定义两次。

int Square(int a) //求int类型变量的平方值
{
　　int b;b=a*a;
    return b;
}
double Square(doublea) //求double类型变量的平方值
{
　　double b;b=a*a;
    return b;
}

此时，如果使用函数模板就可以省去多次重复定义函数的麻烦，消除冗余代码 ，提升代码重用性。

函数模板的定义形式：

template<模板参数表>

类型名 函数名 (参数表)

{

　　函数体定义

}

对于模板参数表：由 “class”或“typename ”加上 “类型说明符” 组成。（模板参数表还可以为“template<参数表>class” 加上 “类型说明符”，表示接收一个类模板作为参数，关于类模板的说明在后面）

模板参数表 用来指定函数模板的形参类型、返回值类型以及函数中的局部变量类型。

如以上Square函数的函数模板如下：

template<typename T>
T Square(T a)
{
　　T b;b=a*a;
    return b;
}

此时，再分别计算int类型和double类型变量的平方时，我们不再需要手动书写两个函数，只需按如下方式执行即可。

int main()
{
    int m=2;
    double n= 3.0;
    cout<<Square(m)<<endl;
    couta<<Square(n)<<endl;
    return 0;
}

在上述Square()被调用时，编译器从实参的类型（如int）推导出函数模板的参数类型（int），然后编译器将依据函数模板来生成一个如下函数：

（在调用Square(m)时，执行的函数实际上是int Square(int a)这个函数，同理调用Square(n)时，实际上执行的是double Square(double a)。）

int Square(int a)
{
    int b;b=a*a;
    return b;
}

这一个过程我们称之为，函数模板的实例化。函数模板实例化的过程用户是不用关心的。

关于函数模板有几点需要注意：

1.函数模板本身在编译时不会生成任何目标代码，只有函数模板生成的实例才生成目标代码。

2.如果函数模板被多个文件引用，函数模板的函数体也应该放在头文件里，而不能只放函数模板的声明。

3.函数指针不能指向函数模板本身，只能指向函数模板的实例。

 

类模板，与函数模板类似，是生成类时依照的模板。

类模板声明语法格式：

template<模板参数表>

class 类名

{

　　类成员声明

}

同理，模板参数表用于影响类成员（函数成员及数据成员）的中的数据类型。

例：

template<class T>
class printer{  //一个打印机类模板，可以接收并打印给定数据类型
private:
    T a;
    bool b; //用来标记是否有可给出内容
public:
    T& prin();   //给出要打印内容
    void get(const T& x);  //获得要打印内容
};

在类模板外定义其函数成员的格式如下：

template<模板参数表>

类型名 类名<模板参数标识符列表>::函数名(参数表)

对应上述类模板有：

template<class T>
T& printer<T>::prin(){
    if(b)
        return a;
}
template<class T>
void printer<T>::get(const T& x){
    a=x;
    b=true;
}

类模板同样拥有实例化的过程。

使用一个类模板来建立对象方法：

模板名<模板参数表>对象名1,对象名2,...,对象名n;

建立对象的过程：首先模板实例化生成具体的类，然后类再实例化出一个个对象。

如 printer<int>p1,p2; 建立了两个可以获得并给出int类型数据的打印机p1和p2。

int main(){
    printer<int>p1,p2;
    p1.get(1);
    p2.get(2);
    cout<<"p1要打印的是"<<p1.prin()<<endl;
    cout<<"p2要打印的是"<<p2.prin()<<endl;
    return 0;
}

通过模板可以实现参数化多态性（就是将处理的对象的类型参数化，使得一段程序可以处理不同类型的对象）。

以上。