【C++】模版初阶

1. 函数模版

1.1 函数模版概念

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。

 

1.1 函数模版格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>

返回值类型 函数名(参数列表){}

 

注意： typename 是用来定义模板参数 关键字， 也可以使用 class(切记：不能使用struct代替

class)

1.3 函数模版的原理

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。

所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。

 

在编译器编译阶段，对于模板函数的使用， 编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应

类型的函数以供调用。比如： 当用 double 类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，

将 T 确定为 double 类型，然后产生一份专门处理 double 类型的代码，对于字符类型也是如此。

 

1.4 函数模版的实例化

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。模板参数实例化分为： 隐式实例化

、显式实例化、推导实例化。

 

 

1. 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

 

 

2. 显式实例化：在函数名后的 <> 中指定模板参数的实际类型

int main(void)
{
	int a = 10;
	double b = 20.0;
	// 显式实例化
	Add<int>(a, b);
	return 0;
}

如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

 

1.5 模版参数的匹配原则

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。

 

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
	return left + right;
}
void Test()
{
	Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化
	Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}

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而 不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模 板。

 

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
	return left + right;
}
void Test()
{
	Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
	Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}

3. 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换。

2.类模版

2.1 类模版的定义格式

//类模版
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
	// 类内成员定义
};

#include<iostream>
using namespace std;
// 类模版
template<typename T>
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 4)
	{
		_array = new T[capacity];
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}
	void Push(const T& data);
private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};
// 模版不建议声明和定义分离到两个文件.h 和.cpp会出现链接错误，具体原因后面会讲
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
	// 扩容
	_array[_size] = data;
	++_size;
}
int main()
{
	Stack<int> st1; // int
	Stack<double> st2; // double
	return 0;
}

2.2 类模版的实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同， 类模板实例化需要在类模板名字后跟 <> ，然后将实例化的

类型放在 <> 中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。

 

// Stack是类名，Stack<int>才是类型
Stack<int> st1; // int
Stack<double> st2; // double