讨论C++模板

函数重载和泛型编程
模板

C++支持了函数重载，通过函数名相同，参数列表不同来构成函数重载，以达到方便程序员调用。但还是没有改变代码大量重复的问题。

函数重载和泛型编程

使用函数重载来解决不同数据类型的相加操作。

c++ 复制代码

int Add(int a, int b) {
    return a + b;
}
double Add(double a, double b) {
    return a + b;
}

编译器会根据实参不同的数据类型，去调用相应的函数，但这样还是造成了代码冗余、重复。C++进而引入泛型编程的概念，即使用一个"模具"，使用不同的"材料"添加，已达到不同的效果。

模板

模板是泛型编程的基础。

分类

函数模板

函数模板代表了一个函数家族，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。

语法

c++ 复制代码

template<typename T1, typename T2,.....>
返回值类型 函数名(参数列表){}

c++ 复制代码

template<typename T>
T Add(const T& a, const T& b) {
  	return a + b;
}

typename可以用class替代。

原理

函数模板并不是函数本身，在编译阶段，编译器根据传入的实参类型推演生成对应的类型函数。

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

编译器自己根据实参的不同类型推演模板参数的实际类型。

c++ 复制代码

template<class T>
T Add(const T& a, const T& b) {
    return a + b;
}

int main() {
    Add(1, 2); // 直接推演出int
    Add(3.14, 5.56); // 直接推演出double
    Add(3.14,  (double)1); // 如果无法直接推演，可强转数据类型。
    return 0;
}

显示实例化

在函数名后使用<>指定模板参数实际类型。

c++ 复制代码

template<class T>
T Add(const T& a, const T& b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int a = 10;
    double b = 3.75;
    Add<int>(a, b);
    return 0;
}

匹配原则

一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在。
非模板函数和函数模板同名，且其他条件都相同，会优先调用非模板函数，如果模板可以产生更好的匹配，则选择模板。

c++ 复制代码

int Add(const int&a, const int& b) {
    return a + b;
}

template<class T1, class T2>
T2 Add(const T1& a, const T2& b) {
    return a + b;
}

int main() {
    Add(10, 3.14);
    Add(10, 20);
    return 0;
}

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。

类模板

语法

c++ 复制代码

template<class T>
class 类模板名 {
  	// 类内成员定义
};

类模板的实例化

类模板的实例化必须要在类模板名后加<>，将实例化类型放在<>中。
类模板名不是真正的类，实例化的结果才是真正的类。

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std::vector<int> v