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目录
- 前言
- 💥1、函数模版
-
- [💥1.1 函数模板概念](#💥1.1 函数模板概念)
- [💥1.2 函数模板格式](#💥1.2 函数模板格式)
- [💥1.3 函数模板的原理](#💥1.3 函数模板的原理)
- 💥1.4函数模版实例化
- 💥1.5模版参数的匹配原则
- 💥2、类模版
- 💥3、STL简介
-
- [💥3.1 什么是STL](#💥3.1 什么是STL)
- [💥3.2 STL的版本](#💥3.2 STL的版本)
- [💥3.3 STL六大组件](#💥3.3 STL六大组件)
- 💥3.4如何学习STL
- 总结
前言
如果有一个模具 ，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(生成具体类型的代码 ），那我们将会方便很多。
泛型编程：允许函数和数据结构使用任何数据类型，而不需要为每种数据类型编写重复的代码。模板是泛型编程的基础。
💥1、函数模版
💥1.1 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。
💥1.2 函数模板格式
template<class / typename T1,......,class / typename Tn>
typename用来定义模板参数关键字，也可以使用class，typename更贴切，但class更常见。
以交换函数为例：
cpp
template<class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T z = x;
x = y;
y = z;
}💥1.3 函数模板的原理
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器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。
💥1.4函数模版实例化
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：编译器根据实参推演模板参数的实际类型
cpp
template<class T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
int a1 = 1;
int a2 = 2;
double d1 = 1.1;
double d2 = 2.2;
Add(a1, a2);
Add(d1, d2);
return 0;
}- 显示实例化 ：在函数明后的
<>中指定模版参数的实际类型
cpp
template<class T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
int a = 1;
double d = 1.1;
Add<int>(a, d);
Add<double>(a, d);
return 0;
}如果类型不同：
cpp
template<class T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
//编译错误
//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
//Add(a1, d2);
Add(a1, (int)d2);//强转
Add<int>(a1, d2);//显示实例化
} 💥1.5模版参数的匹配原则
- 一个非模版函数可以和一个同名的函数模版同时存在，而且该函数模版还可以被实例化为这个非模版函数
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//专门处理int的加法函数
int Add(const int& x, const int& y)
{
return x + y;
}
//通用加法函数
template<class T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
Add(1, 2);//与非模版函数匹配，编译器不需要特化
Add<int>(1, 2);//调用编译器特化的Add版本
return 0;
}- 对于非模版函数和同名函数模版，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模版函数而不会从模版产生一个实例。如果模版可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将选择模版
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//专门处理int的加法函数
int Add(const int& x, const int& y)
{
return x + y;
}
//通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(const T1& x, const T2& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
Add(1, 2);//与非模版函数匹配，编译器不需要特化
Add(1, 2.2);//模版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
return 0;
}💥2、类模版
💥2.1类模版的定义格式
cpp
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};下面以栈为例：
cpp
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
// 类模版
template<class T>
class Stack
{
public:
Stack(size_t n = 4)
:_array(new T[n])
, _capacity(n)
,_size(0)
{}
~Stack()
{
delete[] _array;
_array = nullptr;
_size = _capacity = 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
//模版参数只能给当前的函数或者类使用
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
if (_size == _capacity)
{
//手动地异地扩容
T* tmp = new T[2 * _capacity];
memcpy(tmp, _array, sizeof(T) * _size);
delete[] _array;
_array = tmp;
tmp = nullptr;
_capacity *= 2;
}
_array[_size++] = data;
}
int main()
{
Stack<int> st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
st1.Push(3);
Stack<char> st2;
st2.Push('a');
st2.Push('b');
st2.Push('c');
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
- 模版参数只能给当前的函数或者类使用
- 栈空间不足时需要我们手动异地扩容
💥2.2类模板的实例化
类模版都是显示实例化，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。
cpp
// Stack是类名，Stack<int>才是类型
Stack<int> st1; // int
Stack<double> st2; // doubleStack是类名，Stack<int>才是类型
💥3、STL简介
💥3.1 什么是STL
STL (standard template libaray-标准模板库)是C++标准库的重要组成部分 ，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
💥3.2 STL的版本
- 原始版本
Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖。 - P. J. 版本
由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。 - RW版本
由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。 - SGI版本
由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。
💥3.3 STL六大组件
💥3.4如何学习STL
STL是C++中的优秀作品，它让我们站在前人的肩膀上，迅速发展。有人说："不懂STL，不要说你会C++"。
学习STL的三层境界：
- 第一层：熟用STL
- 第二层：了解泛型技术的内涵与STL的学理乃至实作
- 第三层：扩充STL
总结
- 模板是一种有效的代码组织和复用机制，使得编写通用和灵活的程序成为可能，能够帮助开发者简化代码并提高效率。
- STL是基于模板的，这意味着它是类型无关的。开发者可以用任何符合要求的数据类型（如基本数据类型、用户定义类型等）来使用STL提供的容器和算法，从而提高了代码的灵活性。