学习笔记—C++—模板初阶

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

复制代码

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

复制代码

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。

复制代码

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

复制代码

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;		// int
	Stack<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。