C++模板

C++模板

泛型编程

作为C++支持泛型的重要武器,模板被引入作为泛型编程的基础:

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。

模板又分为函数模板和类模板

模板

函数模板

定义格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right) { T temp = left;
left = right;
right = temp; }

实现原理

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 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。

函数模板实例化:

• 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型，参数的类型要一致，要不需要显示实例化，或者参数列表添加参数
• 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型,如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

Add<int> v;

模板参数匹配规则

• 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
• 对于非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
• 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

类模板

模板类的定义

template<class T1, class T2, ..., class Tn> 

class 类模板名 

{ 

// 类内成员定义 

}; 

注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表

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

vector<int> v;

补充:

非类型模板参数:

类型形参即：出现在模板参数列表中,跟在class或者typename之类的参数类型名称。

非类型形参 : 就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用。

template<class T, size_t N N = 10>

注意：

• 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
• 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。

类模板的特化

全特化

全特化即是将模板参数类表中所有参数都确定话

template<class T1, class T2>
class Data

template<>
class Data<int, char> 

偏特化

偏特化：任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。比如对于以下模板类：

偏特化有以下两种表现方式：

部分特化

将模板参数类表中的一部分参数特化。

// 将第二个参数特化为int 

template <class T1> 

class Data<T1, int> 

参数更进一步的限制

偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。

template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>

类模板特化应用之类型萃取

应用：解决拷贝问题：

模板的分离编译

不支持直接分离编译，可以显示实例化（不推荐）；链接时出错

模板的优缺点

【优点】

模板复用了代码，节省资源，更快的迭代开发，C++的标准模板库(STL)因此而产生

增强了代码的灵活性

【缺陷】

模板会导致代码膨胀问题，也会导致编译时间变长

出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误