目录
一、泛型编程（引入）
如何实现一个通用的交换函数呢？
#include <iostream>
using namespace std;
// 实现通用的交换函数
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;
}
// ...
int main()
{
return 0;
}
使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
1.
重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增
加对应的函数
2.
代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错
那能否
告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码
呢？
如果在
C++
中，也能够存在这样一个
模具
，通过给这个模具中
填充不同材料
(
类型
)
，来
获得不同
材料的铸件
(
即生成具体类型的代码）
，那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好，我们只
需在此乘凉。
泛型编程：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。
模板分为函数模板和类模板，接下来我们逐一进行介绍
二、函数模板
1.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。
2.函数模板格式
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>返回值类型 函数名 ( 参数列表 ){}
写成代码就是这样的：
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
double c = 1.1;
double d = 2.2;
Swap(a, b); // 编译器会根据传入实参类型自动推导出对应类型的函数以供使用
Swap(c, d);
return 0;
}注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替
class)
3.函数模板原理
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。
在编译器编译阶段
，对于模板函数的使用，
编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应
类型的函数
以供调用。比如：
当用
double
类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，
将
T
确定为
double
类型，然后产生一份专门处理
double
类型的代码
，对于字符类型也是如此。
4.函数模板实例化
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 。（可以理解为函数模板里填充类型就得到了具体函数）模板参数实例化分为： 隐式实例化 和显式实例化。
隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类显式实例化：在函数名后的 <> 中指定模板参数的实际类型
这里是一个例子，里面包含隐式和显示实例化：
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
T Add(const T& num1, const T& num2)
{
return num1 + num2;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
double c = 1.1;
double d = 2.2;
Add(a, b); // 编译器会根据传入实参类型自动推导出对应类型的函数以供使用
Add(c, d); // 我们不写编译器自动推导生成实例化的函数,这就叫隐式实例化
//Add(a, c); // 这个就编译通不过，因为一个整型和一个double类型的变量，
// 但是模板参数类型只有一个T，编译器无法确定T的类型所以报错
// 解决方案有两种:
// 1.用户自己强制转换一个变量
Add(a, (int)c);
// 2.使用显示实例化 在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
Add<int>(a, c);
// 这里顺便说一个容易出错的点，使用这两种方案的前提必须是函数模板的对应参数类型为const XXX
// 因为强转会生成临时变量，这个临时变量具有常性，而传参的话必须是用const XXX类型来接收
// 之前举例用的Swap函数，在这里这样用就会报错，可以加一个模板参数就可以实现两个变量数据的交换，当然这有可能丢失数据
return 0;
}5.模板参数匹配原则
1. 一个非模板函数可以和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2. 对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而 不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模 板。3. 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化,直接调用专门处理int的加法函数
Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}
int main()
{
Test();
return 0;
}// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}
int main()
{
Test();
return 0;
}大家可以自行调试观察一下细节
三、类模板
1.类模板的定义格式
template < typename T1 , typename T2 , ..., typename Tn >class 类模板名{// 类内成员定义};
2.类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同， 类模板实例化需要在类模板名字后跟 <> ，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 。
下面是一个关于Stack类模板的简易实现：
template<typename T>
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
:_array(new T[n])
,_size(0)
,_capacity(n)
{}
~Stack()
{
delete[] _array;
_array = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
void Push(const T& x);
private:
T* _array;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
// 模版不建议声明和定义分离到两个文件.h 和.cpp会出现链接错误，具体原因以后再说
// 在类模板外面实现类模板的成员函数前提也必须有函数模板的声明
template<typename T>
void Stack<T>::Push(const T& x) // 这里一定要是写Stack<T>
{
if (_size == _capacity)
{
// 扩容
// C++没有专门类似realloc的函数，原因有点复杂，我们只能自己实现
T* tmp = new T[2 * _capacity];
memcpy(tmp, _array, sizeof(T)*_size);
delete[] _array;
_array = tmp;
_capacity = 2 * _capacity;
}
_array[_size++] = x;
}
int main()
{
// 类模板的实例化
Stack<int> st1;
Stack<double> st2;
Stack<char> st3;
// 这里就体现出比typedef的优势了,typedef终究只能指定一种Stack实现
return 0;
}模板初阶，over~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
(～~▽~)～
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
