一.泛型编程
引入
我们之前都写过交换函数Swap,例如这样的:
//交换两个整型 void Swap(int*x1, int *x2) { int tmp = *x1; *x1 = *x2; *x2 = tmp; }
如果要交换其它的类型该怎么办呢?
那只能当个CV工程师了,然后再修修改改,但是如果有很多类型呢?后期又需要改动该怎么办呢?一个一个函数的改吗?多个功能相同的函数,又会使程序可读性降低,代码冗余。
我们能用一个具有交换函数逻辑的模具,来实现不同需求吗?
答案是可以,用模板就可以了。
模板
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
语法:template<class/typename 参数,class/typename 参数 .......>
注意:class 或是 typename 是用来定义模板参数的关键字,不可以使用 struct,并且可 以定义多个模板参数。
模板分为两种:
1.函数模板
2.类模板
注意:类模板和模板类不是同一个概念(详见下文)
示例:Swap模板
template<typename T> //这个模板的作用域是下面的一个大括号,当然也可以有多个模板参数
void Swap(T& x1, T& x2) //注意这里要用引用
{
T tmp = x1;
x1 = x2;
x2 = tmp;
}
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-458612.html
二.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。
编译器由模板生成函数的过程称为实例化。
上文中的Swap模板就是一个函数模板。
隐式实例化
隐式实例化是指编译器根据实参自己推演参数的类型,并生成对应的函数;
以Swap函数模板为例:
template<typename T> void Swap(T &x1, T &x2) { T tmp = x1; x1 = x2; x2 = tmp; } int main() { int a1 = 1, a2 = 2; double b1= 5.2, b2 = 6.4; char c1 = 'a', c2 = 'e'; Swap(a1, a2); cout << a1 << " " << a2 << endl; Swap(b1, b2); cout << b1 << " " << b2 << endl; Swap(c1, c2); cout << c1 << " " << c2 << endl; return 0; }
即使它们用的是同一个模板,但他们调用的并不是同一个函数,从汇编中就可以看出来:
显式实例化
语法:函数名<类型>(实参1,实参2.....)
例:
template<typename T> void Swap(T &x1, T &x2) { T tmp = x1; x1 = x2; x2 = tmp; } int main() { int a1 = 1, a2 = 2; double b1= 5.2, b2 = 6.4; char c1 = 'a', c2 = 'e'; Swap<int>(a1, a2); //显式实例化 return 0; }
其实有的时候我们不得不显示实例化模板:
模板参数的匹配原则
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;
例:
// 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 }
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
如下动图所示:
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。
三.类模板
定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn> //typename也可以
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
类模板的实例化
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,也就是要显式实例化;
注意:类模板名字不是真正的类,而实例化的结果才是真正的类
例:
// Stack是类名,Stack<int>才是类型 Stack<int> s1; Stack<double> s2;
类模板和模板类的区别
类模板
类模板是指定义一个通用的类模板,其中包含一个或多个类型参数,这些类型参数可以在实例化时被替换为具体的类型。
例:
template <typename T> class MyContainer { public: void add(T element); T get(int index); private: T elements[100]; int size; };
在这个例子中:
1,`MyContainer` 是一个类模板;
2,`T` 是一个类型参数,可以在实例化时被替换为具体的类型,例如 `int` 或 `double`。
模板类
模板类是指使用类模板生成的具体类。
例:
//..... MyContainer<int> intContainer; MyContainer<double> doubleContainer; //.....
在这个例子中:
1,`MyContainer<int>` 和 `MyContainer<double>` 都是模板类;
2,它们是使用类模板 `MyContainer` 生成的具体类,分别用于存储 `int` 和 `double` 类型的 元素。
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