模 板 --函数模板与类模板

1.模板

模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

模板的特点:

摸板不可以直接使用。它只是一个框架

模板的通用并不是万能的

2.函数模板

C++另一种编程思想称泛型编程,主要利用的技术就是模板。

C++提供两种模板机制: 函数模板 和 类模板

函数模板语法

函数模板作用:

建立一个通用函数，其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。

语法：

template<typename T>

函数声明或定义

解释:

template ---声明创建模扳

typename ---表面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

//函数模板

template<typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型

void mySwap(T &a, T &b) {

T temp = a;

a = b;

b = temp;

}

void test99() {

double a = 12;

double b = 34;

//利用函数模板交换

//两种方式使用函数模板

//1、自动类型推导

//mySwap(a, b);

//2、显示指定类型

mySwap<double>(a, b);

cout << "a= " << a << endl;

cout << "b=" << b << endl;

}

函数模板注意事项

注意事项:

·自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

int a = 10;

char c = 'd';

mySwap(a, c);

·模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用

template <class T>

void func() {

cout << "func using" << endl;

}

void test923() {

func<int>();

}

3.普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别:

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

建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

//普通函数

int myAdd01(int a, int b) {

return a + b;

}

template <class T>

T myAdd02(T a,T b) {

return a + b;

}

void test876() {

//普通函数

int a = 34;

int b = 7;

char c = 'a'; //转成ASCII码 a = 97

cout << myAdd01(a, c) << endl;

//自动类型推导

cout << myAdd02(a, b) << endl;

//显示指定类型

cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;

}

3.普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下:

1.如果函荻模板和普通函数都可以实现,优先调用普通函教

2.可以通过空模板参数列表来强制调用函教模板

3.函数模板也可以发生重载

4.如果函数模板可以产生更好的匹配 优先调用函数模板

总结: 既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

void print( int a,int b)

{

cout << "普通函数的调用" << endl;

}

template <class T>

void print(T a, T b) {

cout << "调用的模板函数" << endl;

}

//模板函数重载

template <class T>

void print(T a, T b,T c)

{

cout << "调用的重载模板函数" << endl;

}

void test78()

{

int a = 23;

int b = 34;

//通过空模板参数列表，强制调用函数模板

print<>(a, b);

//调用的重载模板函数

print<>(a, b,100);

char c1 = 'a';

char c2 = 'b';

print(c1, c2);

}

4.模板的局限性

局限性: 模板的通用性并不是万能的

利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化I

学习模板并不是为了写模板,而是在STL能够运用系统提供的模板

class Person {

public :

//姓名

string m_Name;

int m_Age;

Person(string name, int age) {

this->m_Age = age;

this->m_Name = name;

}

};

template<class T>

bool myCompare(T &a, T &b) {

if (a == b) {

return true;

}

else {

return false;

}

}

//利用具体化Person的版本实现代码，具体化优先调用

template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)

{

if ((p1.m_Name == p2.m_Name) && (p1.m_Age == p2.m_Age))

{

return true;

}

return false;

}

void test033()

{

Person p1("tom", 18);

Person p2("tom", 18);

bool ret = myCompare(p1, p2);

if (ret) {

cout << " p1 == p2" << endl;

}

else {

cout << " p1 ！= p2" << endl;

}

}

5.类模板

类模板作用:

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。

语法：

template<typename T>

类

解释:

template ---声明创建模板

typename ---表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T---通用的教据类型，名称可以替换,通常为大写字母

//类模板

template<class NameType, class AgeType>

class People {

public :

NameType m_Name;

AgeType m_Age;

People(NameType name, AgeType age) {

this->m_Name = name;

this->m_Age = age;

}

void showPerson() {

cout << "name: " << this->m_Name << " age:" << this->m_Age << endl;

}

};

void test986() {

People<string, int> p1("logn", 26);

p1.showPerson();

}

6.类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点:

1.类模板没有自动类型推导的使用方式

People p("dd", 234);//错误, 无法用自动类型推导

2.类模板在模板参数列表中可以有默认参数

template<class NameType, class AgeType = int>

7.类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数

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

类模板中的成员函数在调用时才创建

8.类模板对象做函数参数

类模板实例化出的对象,向函教传参的方式

—共有三种传入方式:

1.指定传入的类型---直接显示对象的数据类型

2参数模板化-一将对象中的参数变为模板进行传递

3.整个类模板化-将这个对象类型模板化进行传递

9.类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点:

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,子类也需变为类模板

总结:如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型

//类模板与继承

template<class T>

class Base

{

T t;

};

//class Son : public Base //错误，必须要知道父类的T类型，才能继承给子类

class Son : public Base<int>

{

};

//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 test01()

{

Son s1;

Son2<int, char>s2;

}

10.类模板成员函数类外实现

//类模板成员函数类外实现

template<class T1,class T2>

class Person

{

public :

T1 m_Name;

T2 m_age;

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;

}*/

};

//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;

}

template<class T1, class T2>

void Person< T1, T2>:: showPerson() {

cout << "姓名：" << this->m_Name << "年龄：" << this->m_age << endl;

}

void test02()

{

Person<string, int>P("Tom", 22);

P.showPerson();

}

11.类模板分文件编写学习目标

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

解决:

解决方式1: 直接包含.cpp源文件

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

总结:主流的解决方式是第二种，将类模板成员函教写到一起，并将后缀名改为.hpp I

person.h

#pragma once

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

//类模板分文件编写问题以及解决

template<class T1, class T2>

class People

{

public:

T1 m_Name;

T2 m_age;

People(T1 name, T2 age);

void showPerson();

};

person.cpp

#include "person.h"

//构造函数类外实现

template<class T1, class T2>

People< T1, T2>::People(T1 name, T2 age) {

this->m_Name = name;

this->m_age = age;

}

template<class T1, class T2>

void People< T1, T2>::showPerson() {

cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_age << endl;

}

y77cpp.cpp

#include "person.cpp"

//第一种解决方式,直接包含源文件

// #include "person.cpp"

//第二种解决方式，将.h和.cpp中的内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件

//#include "person.hpp"

void test03()

{

People<string, int>P("Tom", 22);

P.showPerson();

}

int main()

{

test03();

system("pause");

return 0;

}

12.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

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

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

//提前让编译器知道Person类存在

template<class T1, class T2>

class Peo;

//类外实现

template<class T1, class T2>

void printPerson2(Peo<T1, T2> p) {

cout << "类外--姓名：" << p.m_Name << "年龄：" << p.m_age << endl;

}

template<class T1, class T2>

class Peo

{

//全局函数 类内实现

friend void printPerson(Peo<T1,T2> p)

{

cout << "姓名：" << p.m_Name << "年龄：" << p.m_age << endl;

}

//全局函数 类外实现

//加空模板参数列表

//如果全局函数 是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在

friend void printPerson2<> (Peo<T1, T2> p);

public:

T1 m_Name;

T2 m_age;

Peo(T1 name, T2 age)

{

this->m_Name = name;

this->m_age = age;

}

};

void test023()

{

Peo<string, int>P("jerry", 22);

printPerson(P);

printPerson2(P);

}

int main()

{

test023();

system("pause");

return 0;

}