C++模版初阶----函数模版、类模版

server/2024/9/22 19:05:40/

C++模版初阶

  • 1. 泛型编程
  • 2. 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 函数模版的匹配原则
  • 3. 类模板
    • 3.1 类模板的定义格式
    • 3.2 类模板的实例化
  • 总结

1. 泛型编程

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. template 模版关键字
  2. template< class T>
  3. template< typename T>
  • 模版参数传递的是类型;函数参数传递的是对象值。
  • 模版的定义和声明不支持分别在两个文件里面【会出现链接错误,所有的链接错误都是符号表找不到】因为编译器的模版T是无法确定的,无法生成符号表。
  • 模版是不支持声明与定义分别放到.h和.cpp中,一般都是需要放到一个文件中。有些地方就会命名成.hpp【头文件和定义实现内容合并到一起】但是并不是必须是.hpp,.h也是可以的。

2. 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){}

template<typename T>
void Swap( T& left,  T& right)
{T temp = left;left = right;right = temp;
}

注意: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

在这里插入图片描述

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。

比如:当用double类型使用函数模板时,编译器通过对实参类型的推演,将T确定为double类型,然后产生一份专门处理double类型的代码, 对于字符类型也是如此

2.4 函数模板的实例化

  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
  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(void)
{int a = 10;double b = 20.0;// 显式实例化 Add<int>(a, b); return 0;
}

2.5 函数模版的匹配原则

1.一个非模板函数【专门的函数】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。
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。
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

3. 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 
};
template<class T>
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 4){_array = new T[capacity];_capacity = capacity;_size = 0;cout << "Stack(size_t capacity = 4)" << endl;}~Stack(){delete[] _array;_capacity = 0;_size = 0;}void push(const T& data);
private:T* _array;int _capacity;int _size;
};//声明和定义分离的写法 不建议分离到.h 和.cpp
template<class T>
void Stack<T>::push(const T& data)
{_array[_size++] = data;
}

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;

总结

以上就是今天要讲的内容,本文详细的介绍了函数模版和类模板。希望给各位程序猿们带来帮助!


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