1.泛型编程
泛型编程:不再是针对某种类型,能适应广泛的类型
- 如下的交换函数:
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; } ......- 函数模板
- 类模板
2、函数模板
2.1函数模板概念
2.1函数模板格式
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn> 返回值类型 函数名(参数列表) { //…… } 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)因此,交换函数就可以这样套用模板:
template<typename T>//或者template<class T> void Swap(T& left, T& right) { T tmp = left; left = right; right = tmp; }2.3函数模板的原理
问题:我上述交换函数调用过程中的Swap都是调用的同一个函数吗?
当然不是,这里我三次Swap不是调用同一个函数,其实我Swap的时候根据不同的类型通过模板定制出专属你的类型的函数,然后再调用。
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。
2.4函数模板的实例化
1.隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
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; }2.显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
int main(void) { int a = 10; double b = 20.0; // 显式实例化 Add<int>(a, b); return 0; }- 补充:模板支持多个模板参数。
template<class K, class V> //两个模板参数 void Func(const K& key, const V& value) { cout << key << ":" << value << endl; } int main() { Func(1, 1); //K和V均int Func(1, 1.1);//K是int,V是double Func<int, char>(1, 'A'); //多个模板参数也可指定显示实例化不同类型 }我也可以给模板参数附上缺省值,和函数里的缺省参数一样,要从右往左给缺省值。
同样我也可以全缺省,其实这里面很多都和函数里的确实参数类似,不过多赘述。 以后在模板进阶还会继续详解。
2.5模板参数的匹配原则
// 专门处理int的加法函数 int Add(int left, int right) { return left + right; } // 通用加法函数 template<class T> T Add(T left, T right) { return left + right; } void Test() { Add(1, 2); // 与非模板函数匹配,编译器不需要特化 Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本 }// 专门处理int的加法函数 int Add(int left, int right) { return left + right; } // 通用加法函数 template<class T1, class T2> T1 Add(T1 left, T2 right) { return left + right; } void Test() { Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配,不需要函数模板实例化 Add(1, 2.0); // 模板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 }3.类模板
3.1类模板的定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn> class 类模板名 { // 类内成员定义 };如下的栈示例:
#include<iostream> using namespace std; // 类模版 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; }; // 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,具体原因后面会讲 template<class T> void Stack<T>::Push(const T& data) { // 扩容 _array[_size] = data; ++_size; } int main() { Stack<int> st1; // int Stack<double> st2; // double return 0; }3.2类模板的实例化
// Stack是类名,Stack<int>才是类型 Stack<int> st1; // int Stack<double> st2; // double4、补充
函数模板一定是推演?类模板一定是指定?
函数不一定都能推演,但是类模板一定要指定,假设有如下的函数模板:
这里的模板就推不出T的类型。因此我们就要对其显示实例化。
template<class T> T* func(int n) { return new T[n]; } int main() { //函数模板显示实例化 int* p1 = func<int>(10); double* p2 = func<double>(10); }因此如果函数模板不能自动推演,就要显示实例化,指定模板参数。