C++初识模板-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++初识模板。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

C++初识模板,C++,原创,c++,开发语言

👑1. 泛型编程

void Swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
void Swap(double& a, double& b)
{
	double tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
void Swap(char& a, char& b)
{
	char tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}

上面这段代码，是一个交换函数的重载，这虽然可以处理不同的类型，但是每个类型都要我们写对应的重载函数，而且复用率不是很高。

祖师爷可能也感觉这样不好用，设计了模板这个概念，就类似于印刷术，有一个模子在这里，想怎么印刷就怎么印刷。

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泛型编程是一种编程范式，编写与特定类型无关的算法和数据结构，使其可以适用于多种数据类型，而无需为每种类型编写特定的代码。

在C++中，主要就通过模板来实现。

👒2. 模板

📿2.1 函数模板

函数模板是一种用于生成通用函数的模板。它允许在函数定义中使用类型参数，以便函数可以适用于多种数据类型。函数模板的语法如下：

template<typename T>
void func(T x)
{
	//...
	//
	//...
}

这里的template也可以用class来代替

typename是定义函数模板的关键字

🎶2.11 类型推理

函数模板类似一张图纸，它本身并不是函数，是编译器会根据函数调用时候传递的参数类型进行推导，找到最匹配的模板参数类型。

template<typename T>
T Max(T a, T b)
{
	return a > b ? a : b;
}
int main()
{
	cout << Max(1, 3) << endl;
	cout << Max(2.2, 1.3) << endl;
	cout << Max('a', 'b') << endl;
	return 0;
}

这段代码就会根据参数的不同类型，推导适合这些参数的模板参数。

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🎶2.12 函数模板实例化

这些都是调用的同一个函数吗？

在推导完毕之后，会生成对应的函数实例，这叫做函数模板的实例化。它将根据模板描述中的模板参数类型，将函数模板中的代码替换为具体类型，并生成一个实际的函数定义。

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所以可以看出这些调动都是各种推导出的实际函数，并不是同一个函数。

自动推导，我们也叫隐式实例化。

但如果我们模板只设置了一个类型参数，但我们传了2个类型不同的值，这时候就无法进行自动推导：

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这时候就可以用显式实例化：

template<typename T>
T Max(T a, T b)
{
	return a > b ? a : b;
}
int main()
{
	//在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
	Max<int>(1.1, 3);
	Max<char>('a', 99);
	return 0;
}

🎶2.13 匹配原则

当编译器进行模板参数匹配时，它会优先考虑完全匹配的情况。如果有一个非模板函数，而且该函数模板还能被实例化成这个非模板函数的话，这时候编译器就不需要特化模板。

template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 a, T2 b)
{
	std::cout << "T Add()" << std::endl;
	return a + b;
}
int Add(int a, int b)
{
	std::cout << "int Add()" << std::endl;
	return a + b;
}
int main()
{
	Add(1, 2);	//非模板函数完全匹配，不需特化
	Add<int>(1, 2);	//指定调用模板函数
	Add(1, 1.2);	//模板函数可以生成更加匹配的版本
	return 0;
}

Tips:

普通函数可以进行自动类型转换,模板函数不允许自动类型转换

📿2.2 类模板

类模板是一种用于生成通用类的模板。它允许在类定义中使用类型参数，以便可以创建适用于多种数据类型的类实例。类模板的语法如下：

template<typename T>
class ClassName
{
    // 类成员和方法
};

在数据结构中，可能会存储不同类型的数据，有了类模板，就十分方便了：

template<class T>
class Stack
{
public:
	Stack()
	{
		//...
	}
	//...
	void push_back(const T& val)
	{
		//...
	}
    //...
private:
	T _arr;
	int _size;
	int _capacity;
};
int main()
{
	Stack<int> st_i;	//整型
	st_i.push_back(1);
	st_i.push_back(2);

	Stack<double> st_d;	//浮点型
	st_d.push_back(1.1);
	st_d.push_back(1.2);
}

Tips:

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板后面跟上<T>，而且和普通类不一样的实例化也不一样
template<class T>
class A
{};

class B
{};

int main()
{
	A<int> a;	//A是类名	A<int>是类型
	B b;	//B既是类名也是类型
	return 0;
}