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。
具体格式：
template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
void func(T& num) {
cout << num << endl;
}
int main() {
int a = 1;
double b = 1.2;
string c = "1.3";
func(a);
func(b);
func(c);
return 0;
}
输出结果：
typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替class)
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。
函数模板的实例化
template <typename T>
void add(const T& a, const T& b) {
cout << a + b << endl;
}
int main() {
int a1 = 1, a2 = 2;
double b1 = 1.2, b2 = 1.3;
add(a1, a2);
add(b1, b2);
//编译错误
add(a1, b1);
return 0;
}
上面模板参数列表中只有一个T，编译器无法确定到底将T确定为int还是double类型，所以报错。
有两种处理方法，一是用户自己强制转化类型，二是使用显示实例化。
template <typename T>
void add(const T& a, const T& b) {
cout << a + b << endl;
}
int main() {
int a1 = 1, a2 = 2;
double b1 = 1.2, b2 = 1.3;
add(a1, a2);
add(b1, b2);
add(a1, (int)b1);
return 0;
}
输出结果：
显示实例化
显示实例化就是在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型。
template <typename T>
void add(const T& a, const T& b) {
cout << a + b << endl;
}
int main() {
int a1 = 1, a2 = 2;
double b1 = 1.2, b2 = 1.3;
add<int>(a1, b2);
return 0;
}
输出结果：
要是类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。
模板参数的匹配原则
- 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
void add(int a, int b) {
cout << a + b << endl;
}
template <typename T>
void add(const T& a, const T& b) {
cout << a + b << endl;
}
int main() {
int a1 = 1, a2 = 2;
double b1 = 1.2, b2 = 1.3;
add(a1, a2);
add<int>(a1, a2);
return 0;
}
- 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。
void add(int a, int b) {
cout << a + b << endl;
}
template <typename T>
void add(const T& a, const T& b) {
cout << a + b << endl;
}
int main() {
int a1 = 1, a2 = 2;
double b1 = 1.2, b2 = 1.3;
add(a1, a2);
add<int>(a1, b1);
return 0;
}
- 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
2. 类模板
类模板的定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同，也就是说类模板实例化不支持隐式实例化，**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。
3. 非类型模板参数
模板参数分类类型形参与非类型形参。
- 类型形参即：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之类的参数类型名称。
- 非类型形参，就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中可将该参数当成常量来用。
const int N = 10;
template<class T>
class array
{
private:
T a[N];
};
int main()
{
array<int> a1;
array<double> a2;
return 0;
}
上面有两个数组，但是我想让他们的大小各不相同（a1大小为10，a2大小为100），该如何做呢？
template<class T,size_t N = 10>
class array
{
private:
T a[N];
};
int main()
{
array<int,10> a1;
array<double,100> a2;
return 0;
}
这时候非类型模板参数就起到了作用。
注意！
- 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
- 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。也就是说你不能在前面定义个变量num，然后传进去用。
4. 模板的特化
4.1. 函数模板的特化
template<class T>
bool func(T a, T b)
{
return a < b;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
char c = 3, d = 0;
cout << func(a, b) << endl;
cout << func(c, d) << endl;
return 0;
}
输出结果：
在大多数情况下，上述代码都可以实现想要的结果，但是针对特殊类型，假如是指针类型，该如何做呢？
template<class T>
bool func(T a, T b)
{
return a < b;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
char c = 3, d = 0;
cout << func(a, b) << endl;
cout << func(c, d) << endl;
cout << func(&a, &b) << endl;
return 0;
}
输出结果：
此时，就要对模板进行特化。即：在原模板类的基础上，针对特殊类型所进行特殊化的实现方式。
特化步骤：
- 必须要先有一个基础的函数模板
- 关键字template后面接一对空的尖括号<>
- 函数名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型
- 函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同，如果不同编译器可能会报一些奇怪的错误。
template<class T>
bool func(T a, T b)
{
return a < b;
}
template<>
bool func<int*>(int* a, int* b)
{
return *a < *b;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
char c = 3, d = 0;
cout << func(a, b) << endl;
cout << func(c, d) << endl;
cout << func(&a, &b) << endl;
return 0;
}
输出结果：
4.2. 类模板特化
4.2.1. 全特化
template<class T1,class T2>
class test
{
public:
test()
{
cout << "(T1,T2)" << endl;
}
private:
T1 a;
T2 b;
};
template<>
class test<double,float>
{
public:
test()
{
cout << "(double,float)" << endl;
}
private:
double a;
float b;
};
int main()
{
test<int,int> t1; //调用基础的模板
test<double, float> t2; //调用特化的版本
return 0;
}
全特化就是将模板参数列表中所有的参数都确定化
4.2.2. 偏特化
- 部分特化
template<class T1,class T2>
class test
{
public:
test()
{
cout << "(T1,T2)" << endl;
}
private:
T1 a;
T2 b;
};
template<class T1>
class test<T1,int>
{
public:
test()
{
cout << "(T1,int)" << endl;
}
private:
T1 a;
int b;
};
int main()
{
test<int,int> t1; //调用基础的模板
test<double, int> t2;//调用特化的模板
return 0;
}
偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-556475.html
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template<class T1,class T2>
class test
{
public:
test()
{
cout << "(T1,T2)" << endl;
}
private:
T1 a;
T2 b;
};
template<class T1, class T2>
class test<T1*,T2*>
{
public:
test()
{
cout << "(T1*,T2*)" << endl;
}
private:
T1 a;
T2 b;
};
int main()
{
test<int,int> t1; //调用基础的模板
test<int*, int*> t2; //调用特化的int*版本
return 0;
}
到了这里，关于【高级程序设计语言C++】初识模板的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
