C++，OpenCV 中template（模板）的简单理解

最新推荐文章于 2024-10-21 00:33:34 发布

原创最新推荐文章于 2024-10-21 00:33:34 发布 · 1.5k 阅读

4 ·

CC 4.0 BY-SA版权

opencv 专栏收录该内容

8 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了C++中的模板类与模板函数的概念及应用，通过类比的方法阐述了模板的意义，并给出了丰富的实例帮助理解。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题：为什么要写这篇博客呢？
答：在看opencv 2.4.13 的手册的时候，有很多长得是这样的东东：

这里的 template<> class DataType< uchar> 是什么鬼呢？
早期简单的百度了一下，是模板类。
但是随着时间的推移，对模板的理解又有些模糊了，这里总结一下，以备后用。
问题：为甚么要引入模板？
答：个人理解：为了避免重复劳动。
下面利用本人对各种“瓶装水”的理解，进行类比。（可能不恰当）

名称	内容	作用
矿泉水	水	解渴
功能饮料	水+添加剂	解渴
橙汁	水+色素	解渴
…	…	…
函数名	输入参数	函数的作用

从上表可以看出，不同的“瓶装水”在本人的眼中，其作用是相同的：解渴。只是名称不一样，输入的内容有些许差别。
这可以与函数的，函数名，输入参数，函数的作用。相类比。
因此：对于起到同一种作用的，输入参数类型不同的函数，我们可以用一个template来定义。可以大大减少工作量。
（因此，本人在买水时，从不纠结，只买矿泉水。）

下面先借用这里对template的解释：

注：个人推荐在使用模板的时候，使用typename。
下面给出例子：

template<typename T>
T min1(T a, T b){
    return (a<b)?a:b;
}

问题：那里面的 typename 后面跟的 T 是什么意思？
答：这个就是“替代类型”的意思，在调用的时候再替换成具体的类型，比如，int，double。
问题：那么可以用其他字母替换 T么？
答：当然可以，比如你自己喜欢的任意一个字母或者字母的组合，比如：

template<typename REALLY>
REALLY min2(REALLY a, REALLY b){
    return (a<b)?a:b;
}

问题：那我可以定义多种不同的“替代类型”么？
答：当然可以，因为，函数的输入不会一定是同一种类型的啊，比如：

template<typename T, typename T2>
void show1(T a, T2 b){
    cout << "first value is: " << a <<endl;
    cout << "second value is: " << b <<endl;
}

问题：可以对输入参数进行限定么？比如加上 const？
答：可以。事实上，一般函数定义中可以使用的东西，在这里都可以使用。
比如：

template<typename T, typename T2>
void show2(const T a, T2 b){
    // a = 30; 这个将导致错误
    cout << "first value is: " << a <<endl;
    cout << "second value is: " << b <<endl;
}

问题：说了这么多，好像和你刚开始提的问题并没有什么关系啊。
答：刚开始的问题实际上是 “类模板”，上面描述的是“函数模板”。
先说一下简单的，再搞复杂的。
下面开始说，“类模板”。
先给出例子：

// tc.h -- a class template

#ifndef _TC_H_
#define _TC_H_

template<typename T, typename T2>
class myC_1
{
public:
    myC_1();
    ~myC_1();
    void isBig(T value);
    void printS();
private:
    T  stock;
    T2 time;
};

template<typename T, typename T2>
myC_1<T,T2>::myC_1(){
    stock = 200;
    time = 90;
}


template<typename T, typename T2>
void myC_1<T,T2>::isBig(T value){
    if (stock > value)
        cout << "it it big. "<<endl;
}

template<typename T, typename T2>
myC_1<T,T2>::~myC_1(){
    stock = 0;
}

template<typename T, typename T2>
void myC_1<T,T2>::printS(){
    cout <<"value and time is: "<< stock <<" "<<time<<endl;
}


#endif

这里需要注意的：

在每个成员函数的前面都要有这样一个声明
template<typename T, typename T2>
在每个成员函数定义的时候，都要有这样一个写法myC_1<T,T2>

是不是很麻烦。
但是，相对于重复写很多个类，这种方法相对简单多了。
下面，我们可以试着理解手册中的关于 Mat 的 at 的用法了：
这里写图片描述
看最后一句H.at<double>(i,j)=1./(i+j+1);
这个其实是调用了第三个关于at的定义C++: template<typename T> T& Mat::at(int i, int j)
由于使用了模板，因此，在使用的时候，需要指定类型“double”
- 问题：为什这里的定义没有使用at<T>的形式呢？
答：这个，还要扯到 Mat_ ，类继承，等高深的问题。
我也不清楚呢。
- 问题：说道这里，和你开始提的那个问题还是有差距的呢。最开始的那个类的声明，用你的解释还是说不通啊。
答：这个，还有待进一步研究，也欢迎大牛指导。

恩，到这里，也就结束了了，不过没有解决最开始提出的问题。 mission failed。

放大招：整体代码：

// tc.h -- a class template

#ifndef _TC_H_
#define _TC_H_

template<typename T, typename T2>
class myC_1
{
public:
    myC_1();
    ~myC_1();
    void isBig(T value);
    void printS();
private:
    T  stock;
    T2 time;
};

template<typename T, typename T2>
myC_1<T,T2>::myC_1(){
    stock = 200;
    time = 90;
}


template<typename T, typename T2>
void myC_1<T,T2>::isBig(T value){
    if (stock > value)
        cout << "it it big. "<<endl;
}

template<typename T, typename T2>
myC_1<T,T2>::~myC_1(){
    stock = 0;
}

template<typename T, typename T2>
void myC_1<T,T2>::printS(){
    cout <<"value and time is: "<< stock <<" "<<time<<endl;
}


#endif

// csdn_code.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//


#include "stdafx.h"
#include "tc.h"
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>


using namespace cv;
using namespace std;

template<typename T>
T min1(T a, T b){
    return (a<b)?a:b;
}

template<typename REALLY>
REALLY min2(REALLY a, REALLY b){
    return (a<b)?a:b;
}


template<typename T, typename T2>
void show1(T a, T2 b){
    cout << "first value is: " << a <<endl;
    cout << "second value is: " << b <<endl;
}


template<typename T, typename T2>
void show2(const T a, T2 b){
    // a = 30; 这个将导致错误
    cout << "first value is: " << a <<endl;
    cout << "second value is: " << b <<endl;
}




int main()
{

    int a = 3, b= 90;
    cout << "min is: " << min1(a,b)<<endl;

    double aa = 9.01, bb = 23.88;
    cout << "min is: " << min1(aa,bb)<<endl;

    cout << "min is: " << min2(aa,bb)<<endl;

    show1(a,aa);

    show2(aa,a);

    myC_1<int,int> s1;
    s1.isBig(30);
    s1.printS();


    waitKey();
    system("pause");
    return 0;
}