目录
一,泛型编程二,函数模板2.1 函数模板概念2.2 函数模板格式2.3 函数模板的原理2.4 函数模板的实例化2.5 模板参数的匹配原则 三,类模板3.1 类模板的定义格式3.2 类模板的实例化
一,泛型编程
在C语言中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;} 使用函数重载虽然可以实现,但是有一下几个不好的地方:
1.重载的函数仅仅是类型不同,代码复用率比较低,只要有新类型出现时,就需要用户自己增加对应的函数。
2.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?
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。

二,函数模板
2.1 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。
2.2 函数模板格式
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>返回值类型 函数名(参数列表){} 使用方法如下:
template<typename T> //template<class T>void Swap( T& left, T& right){ T temp = left; left = right; right = temp;} 注意:
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)
2.3 函数模板的原理
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。
2.4 函数模板的实例化
用不同类型的参数使用函数模板时,称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为:隐式实例化和显式实例化。
1.隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。
template<class T>T Add(const T& left, const T& right){ return left + right;} int main(){ int a1 = 10, a2 = 20; double d1 = 10.0, d2 = 20.0; //隐式实例化 Add(a1, a2); Add(d1, d2); Add(a1, d2);//err 推演失败 // 此时有两种处理方式://1. 用户自己来强制转化 //2. 使用显式实例化Add(a1, (int)d2);//OK return 0; } 2.显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型。
int main(){ int a = 10; double b = 20.0; // 显式实例化 Add<int>(a, b); return 0;} 2.5 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。
// 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。
// 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 T1, class T2>T1 Add(T1 left, T2 right){ return left + right;} void Test(){ Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配,不需要函数模板实例化 Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本,编译器根据实参生成更加匹配的Add函数} 三,类模板
3.1 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}; 下面拿顺序表来举例:
// 动态顺序表// 注意:Vector不是具体的类,是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具template<class T>class Vector{public:Vector(size_t capacity = 10): _pData(new T[capacity]), _size(0), _capacity(capacity){}// 使用析构函数演示:在类中声明,在类外定义。~Vector();void PushBack(const T& data);void PopBack();// ...size_t Size() { return _size; }T& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _pData[pos];}private:T* _pData;size_t _size;size_t _capacity;};// 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;} 3.2 类模板的实例化
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。
// Vector类名,Vector<int>才是类型 Vector<int> s1; Vector<double> s2;