1.3 类模板
1.3.1 类模板语法
1、模板作用：
- 建立一个通用的类，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
2、语法：
template<typename T>
类
- 解释：
- template — 声明创建模板
- typename — 表明其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
3、代码
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:
Person(NameType name, AgeType age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "name:" << this->m_Name << " age:" << this->m_Age << endl;
}
AgeType m_Age;
NameType m_Name;
};
void test01()
{
Person<string, int>p1("孙悟空",999);
p1.showPerson();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
4、总结：
- 类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，以此类为类模板
5、运行结果
1.3.2 类模板和函数模板的区别
1、类模板和函数模板的区别主要有两点：
- 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
2、代码
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
template<class NameType, class AgeType=int>
class Person
{
public:
Person(NameType name, AgeType age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "name:" << this->m_Name << " age:" << this->m_Age << endl;
}
AgeType m_Age;
NameType m_Name;
};
//1、类模板没有自动类型推导使用方式
void test01()
{
//Person p1("张三", 11);
Person<string, int>p1("孙悟空", 1000);//正确，只能用显示指定类型
p1.showPerson();
}
//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
Person<string>p1("李四", 11);
p1.showPerson();
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
3、 总结：
- 类模板使用只能用显示指定类型方式
- 类模板中的模板参数可以有默认参数
4、运行结果
1.3.3 类模板中的成员函数创建时机
1、类模板中成员函数和普通成员函数创建时机是有区别的：
- 普通类中的成员函数一开始就可以创建
- 类模板中成员函数在调用时才去创建
2、代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Person1
{
public:
void showPerson1()
{
cout << "Person1 show" << endl;
}
};
class Person2
{
public:
void showPerson2()
{
cout << "Person2 show" << endl;
}
};
template<class T>
class MyClass
{
public:
T obj;
//类模板中的成员函数
void func1()
{
obj.showPerson1();
}
void func2()
{
obj.showPerson2();
}
};
void test01()
{
MyClass<Person1>m;
m.func1();
//m.func2
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
3、总结：
- 类模板中成员函数在调用时才去创建
4、运行结果
1.3.4 类模板对象做函数参数
1、学习目标：
- 类模板实例化出的对象，向函数传参的方式
2、一共有三种传入方式：
- 指定传入的类型 —直接显示对象的数据类型
- 参数模板化 —将对象中的参数变为模板进行传递
- 整个类模板化 —将这个对象类型 模板化进行传递
3、代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class Person
{
public:
Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "姓名："<<this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//1、指定传入类型
void printPerson(Person<string, int>& p)
{
p.showPerson();
}
void test01()
{
Person<string, int> p("张三",10);
printPerson(p);
//m.func2
}
//2、参数化模板化
template<class T1=string,class T2=int>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
p.showPerson();
//cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
//cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
Person<string, int>p("李四", 10);
printPerson2(p);
}
//3、整个模板化
template<class T>
void printPerson3(T&p)
{
p.showPerson();
cout << "T的类型为：" << typeid(T).name() << endl;
}
void test03()
{
Person<string, int>p("王五", 12);
printPerson3(p);
}
int main()
{
test01();
test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
4、总结：
- 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
- 使用比较广发的是第一种，指定传入的类型
5、运行结果
1.3.5 类模板与继承
1、当类模板碰到继承时，需要注意以下几点：
- 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
- 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
2、代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template<class T>
class Base
{
public:
T m;
};
//class Son :public Base //错误，c++编译器需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以继承
class Son :public Base<int>//必须指定一个类型
{
};
void test01()
{
Son s1;
}
//如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变类模板
template<class T1,class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
Son2()
{
cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}
T1 obj;
};
void test02()
{
Son2<int, char>s2;
}
int main()
{
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
3、总结：
- 如果父类是模板，子类需要指定出父类中T的数据类型
4、运行结果
1.3.6 类模板成员函数类外实现
1、学习目标：
- 能够掌握类模板中的成员函数类外实现
2、代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class Person
{
public:
Person(T1 name, T2 age);
void showPerson();
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//构造函数，类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
//成员函数，类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
void test01()
{
Person<string, int> p("张三", 18);//要指定参数类型
p.showPerson();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
3、总结：
- 类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表
4、运行结果：
1.3.7 类模板分文件编写
1、学习目标：
- 掌握类模板分文件编写产生的问题以及解决方案
2、问题：
- 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到
3、解决：
- 解决方式1：直接包含.cpp源文件
- 解决方案2：将声明和实现内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件，hpp是约定的名称并不是强制
4、代码：
解决方案1代码
person.h
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//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 showPerson();
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
person.cpp
#include"person.h"
using namespace std;
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
源文件
#include<iostream>
#include"person.cpp"
using namespace std;
void test01()
{
Person<string, int> p("张三", 18);//要指定参数类型
p.showPerson();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
解决方案2代码
person.hpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//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 showPerson();
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
源文件
#include"person.hpp"
//第二种解决方案，将.h和.cpp中的内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件 主流
void test01()
{
Person<string, int> p("张三", 18);//要指定参数类型
p.showPerson();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
5、 总结：
- 主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀改为.hpp
6、运行结果
1.3.8 类模板与友元
1、学习目标：
- 掌握类模板配合友元函数的类内实现和类外实现
2、
- 全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可
- 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
3、代码
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//提前让编译器知道Person类的存在
template<class T1, class T2> class Person;
//类外实现
template<class T1,class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> p)
{
cout << "类外实现 --- 姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}
template<class T1,class T2>
class Person
{
//全局函数 类内实现
friend void printPerson(Person<T1, T2>p)
{
cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}
//全局函数 类外实现
friend void printPerson2<>(Person<T1, T2>p);
public:
Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name=name;
this->m_Age = age;
}
private:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
void test01()
{
Person<string, int> p("张三", 18);//要指定参数类型
printPerson(p);
}
void test02()
{
Person<string, int> p("李四", 20);//要指定参数类型
printPerson(p);
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
4、总结：
- 建议用全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别
5、运行结果
1.3.9 类模板案例
1、案列描述：
- 实现一个通用的数组类
2、要求：
- 可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
- 将数组中的数据存储到堆区
- 构造数数中可以传入数组的容量
- 提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
- 提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
- 可以通过下标的方式访问数组中的元素
- 可以获取数组中当前元素个数和数组的容量
3、代码
myArry.hpp
#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//创建数组类
template<class T>
class MyArry
{
public:
//构造函数
MyArry(int capacity)
{
//cout << "MyArry的有参构造的调用" << endl;
this->m_Capacity = capacity;
this->m_Size = 0;
this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
}
//拷贝构造
MyArry(const MyArry& arr)
{
//cout << "MyArry的拷贝构造的调用" << endl;
this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
this->m_Size = arr.m_Size;
//this->pAddress = arr.pAddress;浅拷贝会导致堆区空间重复释放
//深拷贝
this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
//将arr中的数据都拷贝过来
for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
{
this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
}
}
//重载= 防止浅拷贝问题
MyArry& operator=(const MyArry& arr)
{
//cout << "MyArry的重载=的调用" << endl;
//先判断原来堆区是否有数据，如果有先释放
if (this->pAddress != NULL)
{
delete[]this->pAddress;
this->pAddress = NULL;
this->m_Capacity = 0;
this->m_Size = 0;
}
//深拷贝
this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
this->m_Size = arr.m_Size;
this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
{
this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
}
return *this;
}
//利用下标访问数组元素
T& operator[](int index)
{
return this->pAddress[index];
}
//输出数组
//void showArry();
//尾插法
void Push_Back(const T& val)
{
//判断容量大小
if (this->m_Capacity == this->m_Size)
{
return;
}
else
{
this->pAddress[this->m_Size] = val;
this->m_Size++;
}
}
//尾删法
void Pop_Back()
{
if (this->m_Size == 0)
{
return;
}
else
{
this->m_Size--;
}
}
//获取数据容量
int getCapacity()
{
return this->m_Capacity;
}
//获取数组大小
int getSize()
{
return this->m_Size;
}
//析构
~MyArry()
{
//cout << "MyArry的析构的调用" << endl;
if (this->pAddress != NULL)
{
delete[]this->pAddress;
this->pAddress = NULL;
}
}
private:
//数组
T* pAddress;
int m_Capacity;//容量
int m_Size;//大小
};
源文件
#include"myArry.hpp"
using namespace std;
void printIntArry(MyArry<int>& arr)
{
for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
{
cout << arr[i] << " ";
}
}
void printIntArryS(MyArry<string>& arr)
{
for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
{
cout << arr[i] << " ";
}
}
class Person
{
public:
Person() {};
Person(string name,int age)
{
this->m_Age = age;
this->m_Name = name;
}
int m_Age;
string m_Name;
};
void printIntArryP(MyArry<Person>& arr)
{
for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
{
cout << "姓名：" << arr[i].m_Name << " 年龄：" << arr[i].m_Age<< endl;
}
}
void test01()
{
MyArry<int> arr1(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
arr1.Push_Back(i);
}
cout << "arr1为：" << endl;
printIntArry(arr1);
cout << endl;
cout << "arr1的容量为：" << arr1.getCapacity() << endl;
cout << "arr1的大小为：" << arr1.getSize() << endl;
MyArry<int>arr2(5);
arr2 = arr1;
cout << "未修改的arr2为：" << endl;
printIntArry(arr2);
cout << endl;
cout << "arr2的容量为：" << arr2.getCapacity() << endl;
cout << "arr2的大小为：" << arr2.getSize() << endl;
arr2.Pop_Back();
cout << "修改后的arr2为：" << endl;
printIntArry(arr2);
cout << endl;
cout << "arr2的容量为：" << arr2.getCapacity() << endl;
cout << "arr2的大小为：" << arr2.getSize() << endl;
}
void test02()
{
MyArry<string>arr1(5);
arr1.Push_Back("a");
arr1.Push_Back("b");
arr1.Push_Back("c");
arr1.Push_Back("d");
arr1.Push_Back("e");
cout << "arr1为：" << endl;
printIntArryS(arr1);
cout << endl;
cout << "arr1的容量为：" << arr1.getCapacity() << endl;
cout << "arr1的大小为：" << arr1.getSize() << endl;
MyArry<string>arr2(5);
arr2 = arr1;
printIntArryS(arr2);
cout << endl;
cout << "arr2的容量为：" << arr2.getCapacity() << endl;
cout << "arr2的大小为：" << arr2.getSize() << endl;
arr2.Pop_Back();
cout << "修改后的arr2为：" << endl;
printIntArryS(arr2);
cout << endl;
cout << "arr2的容量为：" << arr2.getCapacity() << endl;
cout << "arr2的大小为：" << arr2.getSize() << endl;
}
void test03()
{
MyArry<Person>p(10);
Person p1("李白", 999);
Person p2("小鲁班", 10);
Person p3("公孙离", 16);
Person p4("孙尚香", 15);
Person p5("艾琳", 18);
p.Push_Back(p1);
p.Push_Back(p2);
p.Push_Back(p3);
p.Push_Back(p4);
p.Push_Back(p5);
cout << "p为："<<endl;
printIntArryP(p);
}
int main()
{
test01();
test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
4、运行结果
扫一扫
1158
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
