初识C++模板

今年依旧去年春

已于 2022-06-05 15:17:54 修改

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分类专栏： C++笔记文章标签：学习 c++ c语言开发语言

于 2022-06-05 15:17:17 首次发布

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1. 函数模板

我们已经了解到了C++支持函数重载，我们提前写好函数名相同，参数不同的函数，编译器会根据我们输入的参数，自动调用与之对应的函数。

比如我们的交换函数：

这已经极大的方便了我们对函数的命名，唯一的不足就是得提前编写好多组函数。c++中用模板解决了这个问题。

概念

函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。

格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>
T1,T2……这些都是模板参数，即类型的模板

原理

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具

在编译器编译阶段：

当x，y两个参数都是整型时，T为int；

当x，y两个参数都是字符时，T为char；

根据参数的不同，编译器会将模板推导成对应的函数进行处理；

相当于我们为编译器提供模板，将写函数的过程交给编译器，不用我们自己写了。

函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。

隐式实例化

显式实例化

不能通过返回值去推模板参数的类型

模板参数的匹配原则

1. 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

2. 对于非模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

3. 如果显示实例化，那么会调用模板函数

定义和声明分离

函数模板的声明和定义分离

模板参数在声明和定义时都要出现

2. 类模板

类模板的定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
相比于之前使用过的typedef，是在实现一个结构体的情况下，对数据类型进项手动更改

如果同时存在多种数据类型的结构体，typedef是不能够支持的

要存在多个类型，只能创建多个参数类型的结构体

有了模板后，是可以同时存在多个类型的类的

类的模板实例化

显式实例化

类模板一般用的是显式实例化：

声明和定义分离

类的声明和定义分离

模板参数都需出现

定义时需要指明类域

类域需要显式实例化类的参数类型

注意

模板不支持声明和定义放在两个文件中

会出现链接错误

原因

若声明和定义分开：

在编译阶段，对于模板没办法编译，因为模板参数的类型不确定，相当于模板只是一个空壳，这就导致了在生成的符号表中没有对应地址，那么链接时就会链接不上，因此会报错

解决方法一：声明和定义放一个文件中

放在一个文件中，有些地方会将文件命名为xxx.hpp

意思是头文件声明和定义放在一起

.hpp不是必要的，.h也可以

放在一起时，头文件展开后，既有声明又有定义

解决方法二：显示实例化指定

在定义的时候，显示实例化，告诉编译器T的类型即可：

总结

1. 模板主要分为函数模板和类模板

2. 模板是蓝图，使用时是参数类型的推导替换

3. 函数模板可以和函数参数的使用比较理解，函数模板也可以向函数参数一样支持全缺省和半缺省，从右往左缺省

4. 模板声明和定义要放在一个文件中，若分开，可以在定义中指定显式实例化

5. 类模板声明定义分开，定义时要指定类域，注意要指定模板参数：<类型>