C++模板初阶

简介: C++模板初阶

1.泛型编程

如何实现一个通用的交换函数呢?

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;
}
......

这样一个一个写确实可以实现,但是代码的复用率很低,维护性低


那么,能否告诉编译器一个模具,让编译器根据这个模具生成不同的类型呢?


函数模板

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,然后根据实参类型产生函数的特定类型版本


函数模板格式

template<typename T1,typename T2,typename T3......,typename Tn>


返回值类型 函数名 (参数列表) {}

template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{
  T temp = left;
  left = right;
  right = temp;
}

注意:typename也可以用class替换,但不能用struct


函数模板原理

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。


image.png


函数模板的实例化

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T>
T add(const T& x, const T& y)
{
  return x + y;
}
int main(void)
{
  cout << add(1.1, 5.2) << endl;//实参传递的类型,推演T的类型,隐式实例化
  cout << add<int>(1.1, 5.2) << endl;//显示实例化
  cout << add<double>(1.1, 5.2) << endl;//显示实例化
  return 0;
}

类模板

类模板的定义风格

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
template<typename T>
class MyVector {
public:
    MyVector(int size);
    T& operator[](int index);
    void print();
};
// 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<typename T>
void MyVector<T>::print() {
    // 函数实现

可以看到,我们在函数名print的后面加上了<T>,这个<T>就是模板参数列表,它告诉编译器这个函数属于MyVector这个类模板,并且其中的类型参数是T。


这样做的原因是,类模板中的函数实现通常都要依赖于类模板的类型参数,而这些类型参数在函数定义时需要在模板参数列表中进行指定。


类模板的实例化

类模板实例化和函数模板实例化不一样,类模板实例化需要在类模板名字后面加上<>,然后把要实例化的类型放在<>当中即可,假如要实例化一个int类型的类模板就是<int>,类模板名字不是真正的类,实例化的结果才是真正的类


// Myvector类名,Myvector<int>才是类型
Myvector<int> s1;
Myvector<double> s2;
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