深入探索C++模板：从基础到实践_深入实践c++模板编程-优快云博客

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深入探索C++模板：从基础到实践

在C++编程中，模板是一种强大的工具，它允许我们编写通用的代码，从而提高代码的复用性和灵活性。本文将通过一个简单的示例项目，深入探讨C++模板的使用方法和一些常见技巧。我们将从模板的基本概念出发，逐步深入到模板函数的实现和调用，最后通过具体的测试案例来展示模板的实际应用。

一、模板的基本概念

模板是C++中用于实现泛型编程的重要机制。它允许我们在编写函数或类时，不指定具体的类型，而是使用一个占位符（通常用typename或class关键字定义）。在使用模板时，编译器会根据传入的参数类型自动推导出具体的类型，并生成相应的代码。

例如，我们经常需要实现一个交换两个变量值的函数。如果使用普通的函数实现，我们需要为每种数据类型（如int、double、char等）分别编写一个函数。而使用模板，我们只需要编写一个通用的模板函数即可。

二、模板函数的实现

1. 定义模板函数

在me.h文件中，我们定义了一个模板函数mySwap，用于交换两个变量的值。模板函数的定义如下：

cpp复制

template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

这里，typename T表示模板参数，T可以是任意类型。mySwap函数通过引用接收两个参数a和b，并通过一个临时变量temp来实现交换。

2. 模板函数的调用

模板函数的调用有两种方式：

自动类型推导：编译器根据传入的参数类型自动推导模板参数的类型。例如：

cpp复制
```
int a1 = 1, b1 = 2;
mySwap(a1, b1);
```
在这里，编译器会自动推导出T为int类型。
显示指定类型：我们也可以在调用模板函数时显式指定模板参数的类型。例如：

cpp复制
```
mySwap<int>(a1, b1);
```
这种方式在某些情况下可以避免类型推导的歧义。

三、模板函数的扩展应用

1. 模板函数`myfunc`

在me.h文件中，我们还定义了一个简单的模板函数myfunc，它不使用模板参数T，但仍然需要显式指定模板参数类型才能调用。例如：

cpp复制

template<class T>
void myfunc()
{
	cout << "耀啣" << endl;
}

调用时需要显式指定类型：

cpp复制

myfunc<int>();

2. 模板排序函数`my_sort`

模板函数不仅可以用于简单的操作，还可以用于更复杂的算法实现。例如，我们在me.h中定义了一个模板排序函数my_sort，它使用选择排序算法对数组进行排序：

cpp复制

template<class T>
void my_sort(T arr[], int len)
{
	int min = 0;
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		min = i;
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			if (arr[min] > arr[j])
			{
				min = j;
			}
		}
		if (min != i)
		{
			mySwap(arr[i], arr[min]);
		}
	}
}

这个函数可以对任意类型的数组进行排序，只要数组中的元素支持比较操作（>）。

3. 模板打印函数`my_print`

为了方便查看排序结果，我们还定义了一个模板打印函数my_print，用于打印数组的内容：

cpp复制

template<class T>
void my_print(T arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << "  ";
	}
	cout << endl}
;

四、测试案例

在模板.cpp文件中，我们定义了三个测试函数test1、test2和test3，用于测试模板函数的使用。

1. 测试`mySwap`函数

test1函数测试了mySwap函数的两种调用方式：

cpp复制

void test1()
{
	int a1 = 1, b1 = 2;
	double a2 = 3.4, b2 = 9.3;
	char a3 = 'a', b3 = 'f';
	mySwap(a1, b1); // 自动类型推导
	mySwap(a2, b2);
	mySwap(a3, b3);
	cout << a1 << " " << b1 << endl;
	cout << a2 << " " << b2 << endl;
	cout << a3 << " " << b3 << endl;
	mySwap<int>(a1, b1); // 显示指定类型
	mySwap<double>(a2, b2);
	mySwap<char>(a3, b3);
	cout << a1 << " " << b1 << endl;
	cout << a2 << " " << b2 << endl;
	cout << a3 << " " << b3 << endl;
}

2. 测试`myfunc`函数

test2函数测试了模板函数myfunc的调用：

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void test2()
{
	myfunc<int>(); // 显式指定类型
}

3. 测试`my_sort`和`my_print`函数

test3函数测试了模板排序函数my_sort和模板打印函数my_print：

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void test3()
{
	char c[] = "befdg"; // 注意结束符占了一个空间
	int a[6] = { 3,7,3,9,14, };
	int len1 = sizeof(c) / sizeof(char); // 总大小/元素大小
	int len2 = sizeof(a) / sizeof(int);
	my_sort(c, len1);
	my_print(c, len1);
	my_sort(a, len2);
	my_print(a, len2);
}