模板

C++泛型编程和STL

模板是建立通用模具，提高复用性

模板不可以直接使用，只是一个框架，通用不是万能

 

C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

函数模板：建立通用函数，函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表

template<typename T>

函数声明或定义

template 声明创建模板

TypeName 表明后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

例子：

template<typename T>

void myswap(T &a, T &b)

{

T temp =a;

a=b;

b=temp;

}

int a=10;int b=20;

myswap(a,b);自动类型推导

myswap<int>(a,b);显示指定类型

 

注意：

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用   T不能具有二义性

模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用    模板不能不使用T，如果不使用，调用时要使用显示指定类型

如void func(){}括号里没有T

func<int>();否则会报错

 

普通函数与函数模板的区别

普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）

函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换

如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

 

普通函数与函数模板的调用规则

调用规则：

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数

可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

myprint<>(a,b);及<>为空模板参数列表

函数模板也可以发生重载

如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板，解释如下

比如A函数为两个int类型，模板为两个T，实际使用的是两个char，会调用模板

 

模板的通用型并不是万能的

在void f(T a,T b)

{a=b}中，如果传入a和b是一个数组，就无法实现了

如果进行比较，但传入的是自定义数据类型，也无法实现

为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

应对自定义数据类型

将原函数复制，增加如下内容

template<> bool mycompare(person &a,person &b)

{

}

学习模板并不是为了写模板，而是在STL中能够运用系统提供的模板

 

类模板

建立一个通用类，类中的成员，数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表

template<class T>

类

例子：

template<class name,class age>

class person

{

public:

name m_name;

age m_age;

}

实例化对象：

person<string, int> p1 ("孙悟空",999);

 

类模板与函数模板区别

类模板没有自动类型推导的使用方式

类模板在模板参数列表中可以有默认参数

使用方式

template<class name=string,class age=int>    这里的string和int就是默认参数，

person<string, int> p1 ("孙悟空",999);    调用时可以不写前面的红色了

 

类模板中成员函数创建时机

普通类中的成员函数一开始就可以创建

类模板中的成员函数在调用时才创建

 

类模板对象做函数参数

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式有三种

template<class T1, class T2>

class person

{

public:

person(T1 name,T2 age)

{}

void showperson(){}

T1 name;

T2 age;

}

1.指定传入的类型：直接显示对象的数据类型

void print(person<string, int>&p)

{}

person<string, int>p();

print(p);

2.参数模板化：将对象中的参数变为模板进行传递

template<class T1, class T2>

void print(person<T1, T2>&p)

{}

person<string, int>p();

print(p);

如果想查看一个模板类型是什么样的类型，使用

cout<<typeid(T1).name()<<endl;

3.整个类模板化：将这个对象类型模板化进行传递

template<class T>

void print(T &p)

{}

person<string, int>p();

print(p);

 

类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定父类中T的类型

template<class T>

class base

{

T m;

}

class son:public base<int>//不知道内存空间该分配多少，加红色才正确

{

 

}

如果不指定，编译器无法给子类分配内存

如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需要变为类模板

template <class T1, class T2>

class son:public base<T2>

{

 T1 obj;

}

 

类模板成员函数类外实现

template<class T1,class T2>

class person

{

public:

person(T1 name, T2 age);

void show person();

T1 name;

T2 age;

}

template<class T1,class T2>

person<T1,T2>::person(T1 name, T2 age){}

template<class T1,class T2>

void person<T1,T2>::show person(){}

 

类模板的分文件编写

成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时连接不到

解决方式1：直接包含.cpp源文件

一般情况下包含头文件，头文件有声明，cpp文件有实现，现在直接#include "person.cpp"可以完成

cpp文件里包含声明头文件，因此可以看到所有程序

解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp, hpp是约定的名称，并不是强制

声明和实现放在一起，改为hpp

 

类模板与友元

全局函数类内实现-直接在类内声明友元即可

template<class T1,class T2>

class person

{

friend void print(person<T1,T2>p)

{

cout<<p.name<<p.age<<endl;

}

friend void print<>(person<T1,T2>p);//普通函数的函数声明加上空模板参数列表才是完整的模板函数声明，此外实现要放在类模板的上方，提前让编译器知道，还要在之上声明person类，template<class T1,class T2> class person；

public:

person(T1 name, T2 age){};

T1 name;

T2 age;

}

template<class T1,class T2>//模板函数的实现，二者不对应会报错

void print(person<T1,T2>p)

{

cout...

}

全局函数类外实现-需要提前让编译器知道全局函数的存在