C++模板初阶(个人笔记)

模板初阶

1.泛型编程

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。

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//函数重载
//交换函数的逻辑是一致的，但代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数
void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
	double temp = left;
	left = right;
	right = temp;
 }
void Swap(char& left, char& right)
{
	char temp = left;
	left = right;
	right = temp;
 }

2.函数模板

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。

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//加入模板的swap函数，就能提高代码的复用率
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

函数模板，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

其实是类型的推演：

2.1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。模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例

化。

隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

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template<class T> T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
 	int a1 = 10, a2 = 20;
 	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
 	Add(a1, a2);
 	Add(d1, d2);
 /*
 该语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型
 通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T，
 编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
 注意：在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅
 Add(a1, d1);
 */
 
 // 此时有两种处理方式：1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化
 	Add(a, (int)d);
 	return 0;
}

显示实例化：

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

2.2模板参数的匹配规则

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

3.类模板

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// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{ 
public :
 	Vector(size_t capacity = 10)
 	: _pData(new T[capacity])
 	, _size(0)
 	, _capacity(capacity)
 {}
 
 // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
 	~Vector();
 
 	void PushBack(const T& data)；
 	void PopBack()；
 // ...
 
 	size_t Size() {return _size;}
 
 	T& operator[](size_t pos)
 	{
 		assert(pos < _size);
 		return _pData[pos];
 	}
 
private:
 	T* _pData;
 	size_t _size;
 	size_t _capacity;
};
// 注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
 	if(_pData)
 	delete[] _pData;
 	_size = _capacity = 0;
}

3.1类模板的实例化

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。

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	// Vector类名，Vector<int>才是类型
	Vector<int> s1;
	Vector<double> s2;