Template入门

最新推荐文章于 2025-05-13 08:56:36 发布

原创最新推荐文章于 2025-05-13 08:56:36 发布 · 265 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文深入探讨了C++模板编程的概念，包括函数模板和类模板的使用，解释了模板如何简化代码，避免重复，并展示了模板实例化的多种方式。通过具体示例，如交换函数和动态顺序表的模板实现，阐述了模板的灵活性和强大功能。

原因：

在没有模板之前，假如我们要实现一个交换函数，当要交换的数据类型不同时，就需要多个不同类型的函数来完成操作。

代码完全一样，就是类型不同，苦!

void  Swap1(int&  a, int&  b)
{
       int  tmp = a;
       a = b;
       b = tmp;
}
void  Swap1(double&  a, double&  b)
{
       double  tmp = a;
       a = b;
       b = tmp;
}
void  Swap1(char&  a, char&  b)
{
       int  tmp = a;
       a = b;
       b = tmp;
}

......

这样下去每多出一个类型，就需要多一份代码。

所以，模板诞生了！！！

有两类模板：

1.函数模板

template<typename T>      //模板参数列表
void Swap( T& left, T& right)
{
 T temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}

原理：编译器根据传入实参的类型推演出模板参数的实际类型以供调用，实质上是编译器生成了对应类型的代码。

（1）函数模板的实例化：

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。

隐式实例化：由编译器进行推

template<class T>
T Add(T& a, T& b)
{
    return a+b;
}

int main()
{
    int a1=1,a2=2;
    double d1=1.5,d2=2.5;
    Add(a1,a2);
    Add(d1,d2);
    Add(a1,d1);    //编译不过
}

显式实例化：在函数名后< >中指定模板参数的实际类型

int main(void)
{
 int a = 10;
 double b = 20.0;

 // 显式实例化
 Add<int>(a, b);
 return 0;
}

模板函数的匹配规则

// 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
}

2.类模板

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

T1, T2, T3,.....Tn可以表示不同的数据类型参数

// 动态顺序表
template<class T>
class Vector
{
public :
 Vector(size_t capacity = 10)
 : _pData(new T[capacity])
 , _size(0)
 , _capacity(capacity)
 {}

 // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
 ~Vector();

 void PushBack(const T& data)
 {
 // _CheckCapacity();
 _pData[_size++] = data;
 }

 void PopBack()
 {
 --_size;
 }

 size_t Size()
 {
 return _size;
 }

 T& operator[](size_t pos)
 {
 assert(pos < _size);

 return _pData[pos];
 }

private:
 T* _pData;
 size_t _size;
 size_t _capacity;
};
//类模板中的函数在类外定义时，要加模板参数列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
 if(_pData)
 {
 delete[] _pData;
 }
}

注意：Vector不是具体的类，而是生成具体类的模具

类模板的实例化

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。

// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
s1.PushBack(1);
s1.PushBack(2);
s1.PushBack(3);
Vector<double> s2;
s2.PushBack(1.0);
s2.PushBack(2.0);
s2.PushBack(3.0);
for(size_t i = 0; i < s1.Size(); ++i)
{
 cout<<s1[i]<<" ";
}
cout<<endl;
for(size_t i = 0; i < s2.Size(); ++i)
{
 cout<<s2[i]<<" ";
}
cout<<endl;