学习笔记—C++—模板初阶
目录
模板初阶
泛型编程
函数模板
模版概念
函数模版格式
模版的原理
函数模板的实例化
模版参数的匹配规则
类模板
模板初阶
泛型编程
使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
1. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增
加对应的函数。
2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错。
如果在C++中，也能够存在这样一个模具，通过给这个模具中填充不同材料(类型)，来获得不同
材料的铸件(即生成具体类型的代码），那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好，我们只
需在此乘凉。
泛型编程：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。
void Swap(int& left, int& right)
{int c = left;left = right;right = c;
}void Swap(double& left, double& right)
{double c = left;left = right;right = c;
}void Swap(char& left, char& right)
{char c = left;left = right;right = c;
}
函数模板
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。
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){}
下面是一个交换函数的模版，可以对不同的类型进行一个交换的操作
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)//针对广泛的类型
{T temp = left;left = right;right = temp;
}
int main()
{int x = 0, y = 1;double m = 1.1, n = 2.2;//通过模版就很方便了//调用的其实还是两个函数Swap(x, y);Swap(m, n);return 0;
}
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)。
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。
函数模板的实例化
编译器通过模版生成对应的函数叫做实例化操作
实例化分为两种，一种叫做隐式实例化，一种叫做显式实例化
如果我们传的是两个类型不一样的数据的话是会报错的，但是我们可以通过增加多个模版参数来进行不同类型数据的交换的
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{return left + right;
}template<class T>
T* Func(size_t n)
{return new T[n];
}int main()
{int a1 = 10, a2 = 20;double c1 = 10.1, c2 = 20.1;//自动推倒类型 隐式实例化Add(a1, a2);Add(c1, c2);cout << Add(a1, (int)c2) << endl;cout << Add(c1, (double)a2) << endl;//显示实例化cout << Add<int>(a1, c2) << endl;cout << Add<double>(c1, a2) << endl;Func<int>(10);Func<double>(20);return 0;
}模版参数的匹配规则
● 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。
● 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。
● 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。
int Add(int left, int right)
{return left + right;
}template<class T>
T Add(T left,T right)
{return (left + right)*5;
}template<class T1,class T2>
T1 Add(T1 left,T2 right)
{return(left+right)*10
}int main()
{cout << Add(1, 2) << endl; //调用一cout << Add<int>(1, 2) << endl; //调用二cout << Add(1.1, 2.2) << endl; //不匹配一，直接调用二cout << Add(1, 2.2) << endl; //调用三 return 0;
}类模板
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{// 类内成员定义
};
// 类模板
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;
};// 声明和定义分离的写法
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{// ..._array[_size++] = data;
}int main()
{// 实例化生成对应的类，这里是两个不同的类型Stack<int> st1; // intStack<double> st2; // double// Stack是类名，Stack<int>才是类型Stack<char> st3;return 0;
}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。
只有在类里面我们才能使用这个T,出了这个类就不作数了。
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。