讨论C++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++
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++
template<typename T1, typename T2,.....>
返回值类型 函数名(参数列表){}
c++
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++
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++
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++
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++
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。
c++
std::vector<int> v