泛型编程、模版(一):
1.泛型编程:
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; }
【思考】
原本的函数重载,我只是改了函数参数个数和参数类型,我们需要为不同的重载函数写同样的代码
❓我们可以将他们写在一起吗?
可以的,用泛型编程!template<class T>
后面就写正常的函数就可以了
template<class T> void Swap(T& x, T& y) { T tmp = x; x = y; y = tmp; } int main() { int a = 1, b = 2; Swap(a, b); return 0; }
❓为什么不能直接函数重载,而要弄一个泛型编程呢?
- 就拿swap函数为例,当参数类型变为char类型,我们需要写一个重载函数,而当参数类型为int类型又要写一个重载函数。
- 代码的可维护性比较低,一个出错可能所有的重载均出错
那能否告诉编译器一个模子,让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢?
如果在C++中,也能够存在这样一个模具,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
(即生成具体类型的代码),那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好,我们只需在此乘凉。
- 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。
1.1调用泛型编程时,不同参数的地址是否一样?
template<class T> void Swap(T& x, T& y) { T tmp = x; x = y; y = tmp; } int main() { int a = 1, b = 2; Swap(a, b); double c = 1.1, d = 1.2; Swap(c, d); return 0; }
❓这两个swap函数是不是调用同一个函数呢?
显然,这两个函数的地址不一样,这两个并不是同一个函数
1.2泛型编程的底层原理:
编译器会帮我们实例化出代码,该有两份还是有两份,三份代码还是三份
2.模版:
模版分为两种:一种是函数模版,一种是类模板
2.1函数模版:
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。
2.1.1函数模板的语法:
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn> 返回值类型 函数名(参数列表){}
模版有多个参数
template<class x,class y> void swap(x& a, y& b) { ; }
❓template<class T>
这里的class可以用什么替代?
可以用typename,但是不可以用struct替代(报错)
只要是模版中定义的参数,函数都可以使用
Swap这个函数库里面有写了一个函数模版
template<typename T> T Add(const T& left, const T& right) { return left + right; } int main() { int a = 1, b = 2; double c = 1.1, d = 1.2; cout<<Add(a, (int)d)<<endl; cout<<Add((double)a, d)<<endl; cout << Add<int>(a ,d) << endl; cout << Add<double>(a ,d) << endl; return 0; }
❓ Swap(a, d);
这个能不能编译通过?
答案是不可以的,编译器不能准确的推演类型,如何解决呢?
1.强制类型转换
2.显示实例化
当函数同时存在,他会调用哪一个呢?
显然,编译器回调我们写的
template<typename T> T Add(const T& left, const T& right) { return left + right; } int Add(int left, int right) { return left + right; } int main() { int a = 1, b = 2; Add(a, b); return 0; }
那如果我们想要调用模版怎么办?
Add<int>(a, b);
这样就可以了
2.2类模板:
2.2.1类模板的语法:
template<class T1, class T2, ..., class Tn> class 类模板名 { // 类内成员定义 };
template <class T> class Stack { public: Stack(int capacity = 4) { _a = new T[capacity]; _top = 0; _capacity = capacity; } ~Stack() { delete[] _a; _capacity = _top = 0; } private: T* _a; size_t _top; size_t _capacity; }; int main() { Stack <int>st1;//int Stack<double> st2;//double return 0; }
类模版中的函数如果要类外写,怎么写
// 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 <class T> Vector<T>::~Vector() { if(_pData) delete[] _pData; _size = _capacity = 0; }
Stack <int>st1;//int Stack<double> st2;//double return 0;
}
类模版中的函数如果要类外写,怎么写 ```cpp // 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 <class T> Vector<T>::~Vector() { if(_pData) delete[] _pData; _size = _capacity = 0; }