c++泛型编程

最新推荐文章于 2025-11-13 09:06:27 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-13 09:06:27 发布 · 233 阅读

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本文深入探讨C++标准模板库(STL)中vector与list的特性与应用场景。vector提供快速随机访问，适合频繁读取；list则在插入操作上表现更佳，无需数据拷贝与移动。理解两者差异有助于提升C++编程效率。

c++分为c++语法和标准c++，标准c++包含STL---泛型编程

STL-标准模板库，包含很多内容，例如迭代器，函数对象，算法等等，

其中用的最多要数vector list map .

list封装了链表，vector封装了数组，list和vector最主要的区别在于vector使用连续内存存储

支持[]运算符，，而list不支持[]运算符，因为是以链表形式实现的。。

vector对于随机访问的速度很快。但是插入速度很慢，尤其是头节点，list随机访问慢，但是插入很快，不需要拷贝和移动数据。

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Timoqian

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C++ 的泛型编程

weixin_62789590的博客

07-15

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这个思想其实有两个层面，1、编写与数据类型无关的代码；2、使用模版元；

十个c++泛型编程算法

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c++之泛型编程

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一、定义当你的算法不需要改变时，只是数据类型变化，一般情况下我们还是需要定义两个不同的函数体但是引进了泛型编程之后数据类型和算法就分离了，这就是泛型编程的好处。二、使用先举一个例子：现在我们有两种参数需要来经过同一种算法来处理，假设两种数据类型为int和string，需要经过Swap 算法：template <typename T> void Sw...

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摘要：泛型编程通过模板实现高效代码复用，核心是"概念"——定义类型需满足的需求集合。文章剖析了概念的四大要素：合法表达式、相关类型（通过traits类访问）、不变量和复杂度保障。重点讲解了迭代器tag分发技术，利用traits获取迭代器类型信息，通过重载实现高效算法选择。还介绍了适配器模式和类型生成器，展示如何组合已有类型创建新接口。标准库中的copy()和advance()函数是这些技术的典型应用。

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函数模板是C++泛型编程的基础之一，它允许我们定义一个通用的函数框架，能够处理不同数据类型的操作。其定义方式需要借助template关键字，后面紧跟尖括号，在尖括号内声明类型参数。a : b;/*在这个例子中，template 声明了这是一个函数模板，其中typename表明T是一个类型参数，你也可以使用class关键字来代替typename，效果是一样的。在函数体中，T就如同一个占位符，可以代表任意数据类型。

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是一个类型参数，它表示一个占位符，可以代表任何类型。当使用模板函数或类时，可以将具体的类型替换为。注意：template <typename T> 的含义是C++中的一个模板声明，其中。分别定义泛型编程里的函数模板、类模板以及常用的STL库迭代器。是一个关键字，用于指示编译器将后面的类型名称视为类型参数。，以实现代码的通用性和复用性。

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泛型编程：模板的基本使用1.交换数字通用写法泛型编程2.利用模板实现通用数组排序3.函数模板与普通函数的区别及调用规则1.区别2.普通函数和函数模板的调用规则3.函数模板可以实现重载4.如果函数模板可以产生更好的匹配，那么优先调用函数模板4.模板机制5.模板的局限性及解决6.类模板的基本使用7.函数的调用时机8.类模板做函数的参数1.传入指定类型2.参数模板化3.整体类型化4.查看数据类型函数 1.交换数字通用写法 void mySwap(int &a,int &b) { int

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<think>我们正在讨论MP4的box结构，但用户突然转向了C++泛型编程。根据对话历史，用户之前询问了MP4 box的详细结构，而现在提供了关于C++泛型编程的引用，并明确表示想了解C++泛型编程的相关知识。因此，我们需要切换话题，忽略之前关于MP4的讨论，专注于回答C++泛型编程。用户需求：了解C++泛型编程的概念、使用方法、应用场景等。根据提供的引用，我们可以整理以下要点：概念： - 泛型编程是一种编程思想，旨在编写不依赖具体数据类型的通用程序（引用[1]、[5]）。 - 通过模板技术实现，将算法和数据结构分离（引用[1]）。 - STL（标准模板库）是泛型编程的典型例子（引用[1]、[4]）。使用方法： - 函数模板：定义一个通用函数，用虚拟类型占位，编译器根据传入的实参类型推演并生成具体函数（引用[2]、[5]）。 - 示例：`max`函数模板，可以显式指定类型（如`max<double>(a,b)`）或让编译器自动推导（引用[3]）。 - 类模板：用于创建通用类，如STL中的容器（vector, list等）（引用[4]）。应用场景： - STL：提供了算法（algorithm）、容器（container）、迭代器（iterator）等（引用[4]）。 - 需要通用算法（如排序、查找）和通用容器（如动态数组、链表）的场景。我们将按照以下结构组织回答： 1. 概念：解释泛型编程的概念和目的。 2. 核心机制：模板（函数模板和类模板）的工作机制。 3. 使用方法：通过示例展示如何定义和使用函数模板和类模板。 4. STL介绍：简要说明STL的组成和意义。 5. 应用场景：列举典型应用场景。注意：回答中如果涉及引用，在引用内容后自然添加引用标识，如[^1]。同时，根据系统指令，数学表达式需要用$...$或$$...$$格式，但本回答中可能涉及较少数学内容，主要关注代码示例。另外，生成相关问题，放在最后。开始回答： </think>### C++泛型编程详解 #### 1. **核心概念** 泛型编程是一种**数据类型无关**的编程范式，核心思想是通过参数化类型实现代码复用。与面向对象的多态不同，泛型在编译期完成类型绑定，不产生运行时开销[^1]。其核心优势在于： - **类型安全**：编译期类型检查 - **代码复用**：同一套逻辑适配不同类型 - **性能优化**：消除运行时类型转换 ```mermaid graph LR A[模板定义] --> B[编译器处理] B --> C[int类型实例] B --> D[double类型实例] ``` #### 2. **实现机制** ##### (1) 函数模板 ```cpp template <typename T> // 类型参数声明 T max(T a, T b) { return (a > b) ? a : b; } // 使用示例 int main() { cout << max(3, 5); // 隐式实例化int版本[^2] cout << max<double>(2.1, 3.8); // 显式指定double版本[^3] } ``` - **编译过程**： 1. 模板解析：建立抽象语法树 2. 实例化：根据调用生成具体函数（如`max<int>`） 3. 代码生成：输出机器指令 ##### (2) 类模板 ```cpp template <class T> class Stack { private: vector<T> elems; public: void push(T const&); T pop(); }; // 使用示例 Stack<string> strStack; // 字符串栈 strStack.push("hello"); Stack<int> intStack; // 整数栈 intStack.push(42); ``` #### 3. **STL标准库应用** STL（Standard Template Library）是泛型编程的典范实现，包含三大核心组件[^4]： | 组件 | 功能 | 示例 | |------------|-----------------------|---------------------| | 容器 | 数据结构封装 | `vector<T>`, `map<K,V>` | | 算法 | 通用操作 | `sort()`, `find()` | | 迭代器 | 容器与算法间的桥梁 | `begin()`, `end()` | ```cpp // STL使用示例 vector<double> nums = {3.14, 2.71, 1.618}; sort(nums.begin(), nums.end()); // 泛型排序算法 ``` #### 4. **关键技术点** - **类型推导**： - 自动推导：`max(3, 5)` → `max<int>` - 需显式指定的场景： ```cpp template <class T> void print(initializer_list<T> vals) {} print<double>({1.1, 2.2}); // 列表初始化需显式声明类型 ``` - **特化与偏特化**： ```cpp template<> // 全特化 class Stack<bool> { /* 位向量实现 */ }; template<class T> // 偏特化 class Stack<T*> { /* 指针类型处理 */ }; ``` #### 5. **应用场景** 1. **通用数据结构**：链表/栈/队列等容器类 2. **数值计算**：矩阵运算库（如$Matrix<int, 3, 3>$） 3. **算法抽象**：排序/查找等通用算法 4. **类型安全接口**：智能指针（`shared_ptr<T>`） > ⚠️ 注意事项：模板错误通常在实例化时暴露，错误信息可能冗长复杂。可使用`static_assert`进行编译期检查： > ```cpp > template<class T> > void process(T val) { > static_assert(is_arithmetic<T>::value, "需数值类型!"); > } > ```