C++——模板
创始人
2024-05-30 13:48:51
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文章目录

  • 1 泛型编程
  • 2 函数模板
    • 2.1 函数模板概念
    • 2.2 函数模板格式
    • 2.3 函数模板的实例化
      • 2.3.1 隐式实例化
        • 2.3.1.1 定义
        • 2.3.1.2 代码演示
        • 2.3.1.3 运行结果
        • 2.3.1.4 缺点
      • 2.3.2 显式实例化
        • 2.3.2.1 格式
        • 2.3.2.2 代码演示
        • 2.3.2.3 运行结果
    • 2.4 模板参数的匹配原则
      • 2.4.1
      • 2.4.2
      • 2.4.3
  • 3 类模板
    • 3.1 类模板格式
      • 代码演示
    • 3.2 类模板实例化

1 泛型编程

编写与类型无关的通用代码,是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。其中模板包括函数模板和类模板。

2 函数模板

2.1 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。

2.2 函数模板格式

typename:定义模板参数关键字,也可使用class

template
返回值类型 函数名(参数列表){}

template
返回值类型 函数名(参数列表){}

2.3 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。模板参数实例化分为隐式实例化和显式实例化。

2.3.1 隐式实例化

2.3.1.1 定义

编译器通过实参的数据类型推演模板参数的实际类型

2.3.1.2 代码演示

// 模板实现两数交换
template
void Swap(T& a, T& b) {T t = a;a = b;b = t;
}int main() {// 隐式实例化int a1 = 10, a2 = 20;cout << "a1 = " << a1 << " a2 = " << a2 << endl;// 此时模板参数为intSwap(a1, a2);cout << "swap" << endl;cout << "a1 = " << a1 << " a2 = " << a2 << endl;cout<

2.3.1.3 运行结果

在这里插入图片描述

2.3.1.4 缺点

当两参数数据类型不一致时,编译器无法推演出模板的数据类型
在这里插入图片描述
可通过类型强转或显式实例化解决。
类型强转:Swap(a1,(int)a3);

2.3.2 显式实例化

2.3.2.1 格式

在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

2.3.2.2 代码演示

// 实现两数相加模板
template
T Add(const T& left, const T& right)
{return left + right;
}
int main(){int c1 = 10, c2 = 20;double d1 = 10.1, d2 = 20.2;cout << Add(c1, c2) << endl;cout << Add(d1, d2) << endl;// 参数类型强转cout << Add((double)c1, d2) << endl;// 显示实例化// 指定为int型cout << Add(c1, d2) << endl;// 指定为double型cout << Add(c1, d2) << endl;return 0;
}

2.3.2.3 运行结果

经过显式实例化后int+double型也可以算出和
在这里插入图片描述

2.4 模板参数的匹配原则

2.4.1

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。

2.4.2

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。

2.4.3

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。

3 类模板

3.1 类模板格式

template
class 类模板名
{};

代码演示

// 类模板Vector
template
class Vector
{
public:Vector(size_t capacity = 10):_pData(new T[capacity]), _size(0), _capacity(capacity) {}~Vector();void PushBack(const T& data);void PushBack(const T& data);void PopBack();// ...size_t Size() { return _size; }T& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _pData[pos];}
private:T* _pData;size_t _size;size_t _capacity;
};// 注意:类模板中函数放在类外进行定义时,需要加模板参数列表
template 
Vector::~Vector()
{if (_pData)delete[] _pData;_size = _capacity = 0;
}
};

3.2 类模板实例化

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。

// vector:类型名
Vector v1;
Vector v2;

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