做ppt好的模板下载网站有哪些内容,设计师培训大概多少钱,建一个购物网站多少钱,义乌做网站的公司有哪些【本节目标】 1. 泛型编程 2. 函数模板 3. 类模板 4. 什么是STL 5. STL的版本 6. STL的六大组件 7. STL的重要性 8. 如何学习STL 9.STL的缺陷 1. 泛型编程
如何实现一个通用的交换函数呢#xff1f;
void Swap(int left, int right)
{int temp left;lef…
【本节目标】 1. 泛型编程 2. 函数模板 3. 类模板 4. 什么是STL 5. STL的版本 6. STL的六大组件 7. STL的重要性 8. 如何学习STL 9.STL的缺陷 1. 泛型编程
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;
}
void Swap(char left, char right)
{char 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 如果在C中也能够存在这样一个模具通过给这个模具中填充不同材料(类型)来获得不同材料的铸件 (即生成具体类型的代码那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好我们只需在此乘凉。
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。
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。
2.1 函数模板格式
templatetypename T1, typename T2, ......, typename Tn
返回值类型 函数名(参数列表){}
templatetypename T
void Swap(T left, T right)
{T temp left;left right;right temp;
}int main()
{int a 0, b 1;double c 1.1, d 2.2;Swap(a, b);Swap(c, d);return 0;
}
上面我们调用的是不是同一个函数 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)
//单个参数
templatetypename T
void Swap(T left, T right)
{T temp left;left right;right temp;
}
//多个参数
//模板参数和函数参数很类似
//函数参数定义的形参对象
//模板参数定义的类型
templateclass T1, class T2
void func(const T1 t1, const T2 t2)
{//这里用输出流就不用指定输出格式//C语言就需要指定输出格式cout t1 endl;cout t2 endl;
}
int main()
{int a 0, b 1;double c 1.1, d 2.2;Swap(a, b);Swap(c, d);func(1, 2);func(a, 1.1);return 0;
}
如果有模板想要多个参数直接像函数参数一样就可以。 2.3 函数模板的原理
那么如何解决上面的问题呢大家都知道瓦特改良蒸汽机人类开始了工业革命解放了生产力。机器生 产淘汰掉了很多手工产品。本质是什么重复的工作交给了机器去完成。有人给出了论调懒人创造世界。 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。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
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
templateclass 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;cout Add(a1, a2) endl;cout Add(d1, d2) endl;/*该语句不能通过编译因为在编译期间当编译器看到该实例化时需要推演其实参类型通过实参a1将T推演为int通过实参d1将T推演为double类型但模板参数列表中只有一个T编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错注意在模板中编译器一般不会进行类型转换操作因为一旦转化出问题编译器就需要背黑锅Add(a1, d1);*/// 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cout Add(a1, (int)d1) endl;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
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}
templateclass T
T* func(int n)
{T* p new T[n];return p;
}
int main()
{int a 1;double b 2.2;// 显式实例化cout Addint(a, b) endl;//3cout Adddouble(a, b) endl;//3.2//只能显式调用场景//func(4);//error C2672: “func”: 未找到匹配的重载函数// message : 可能是“T *func(int)”// message : “T *func(int)”: 无法推导“T”的 模板 参数funcint(10);return 0;
}
如果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。
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
templateclass 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//调用int Add(int left, int right)Addint(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本//调用T Add(T left, T right)Add(1.1, 2.2); // 调用编译器特化的Add版本//调用T Add(T left, T right)//如果没有函数模板会调用非模板函数}
int main()
{Test();/*匹配调用原则1.合适匹配的情况下有现成的就用现成的Add(1, 2);直接使用非模板函数 - 现成的2.没有就将就用Add(1.1, 2.2);没有模板函数时会隐式转换为int然后调用非模板函数 3.有更合合适的就用更合适的那怕自己做Add(1.1, 2.2);自己去隐式实例化然后调用模板函数*/return 0;
}
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
templateclass 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
}
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
我们首先来看一下之前我们的栈类类型的数据类型是通过typedef来决定的。
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:Stack(int capacity 4){cout Stack(int capacity 4) endl;_a new STDataType[capacity];_top 0;_capacity capacity;}~Stack(){cout ~Stack() endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:STDataType* _a;int _top; int _capacity;
};
假如有一天我们要在当前的栈类一个存int另外一个栈存double那我们就要这样写写两个不同的栈类。
typedef int STDataType;
class Stackint
{
public:Stackint(int capacity 4){cout Stack(int capacity 4) endl;_a new STDataType[capacity];_top 0;_capacity capacity;}Stackint(){cout ~Stack() endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:STDataType* _a;int _top; int _capacity;
};typedef double STDataType;
class Stackdouble
{
public:Stackdouble(int capacity 4){cout Stack(int capacity 4) endl;_a new STDataType[capacity];_top 0;_capacity capacity;}~Stackdouble(){cout ~Stack() endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:STDataType* _a;int _top;int _capacity;
};同时为了方便区分我们还要取不同的类名。我们发现上面的代码除了数据的类型不一样代码基本上都是相同的为了简便C提出了类模板的概念
3.1 类模板的定义格式
templateclass T1, class T2, ..., class Tn
class 类模板名
{// 类内成员定义
};
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。
#include iostream
using namespace std;templateclass T
class Stack
{
public:// 不能写成StackT()// 构造函数定义函数名和类名相同而不是类型相同Stack(int capacity 4){cout Stack(int capacity 4) endl;_a new T[capacity];_top 0;_capacity capacity;}~Stack(){cout ~Stack() endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:T* _a;int _top;int _capacity;
};int main()
{//类模板只能自己推//显示实例化//普通类类名就是类型//类模板实例化的类类名不是类型类名数据类型才是整个类的类型// st1和st2是用一个类模板实例化的类// 不是同一个类型// 同一个工厂生产出来的不同产品// 显示实例化的类型不同它们就是不同的类Stackint st1;Stackdouble st2;return 0;
}
运行结果 这样我们就实现了一个栈类存储不能类型的数据了。
3.3.类模板声明和定义分离
templateclass T
class Stack
{
public:Stack(int capacity 4);//类里面声明~Stack(){cout ~Stack() endl;delete[] _a;_a nullptr;_top 0;_capacity 0;}
private:T* _a;int _top;int _capacity;
};//规定缺省参数在声明处提供缺省值
templateclass T
StackT::Stack(int capacity)//类外面定义
{cout Stack(int capacity 4) endl;_a new T[capacity];_top 0;_capacity capacity;
}注意类模板声明和定义分离不能到两个文件上会发生链接错误。
4. 什么是STL STL(standard template libaray-标准模板库)是C标准库的重要组成部分不仅是一个可复用的组件库而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
5. STL的版本
原始版本
Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本本着开源精神他们声明允许任何人任意 运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使 用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖。
P. J. 版本
由P. J. Plauger开发继承自HP版本被Windows Visual C采用不能公开或修改缺陷可读性比较低 符号命名比较怪异。
RW版本
由Rouge Wage公司开发继承自HP版本被C Builder 采用不能公开或修改可读性一般。
SGI版本
由Silicon Graphics Computer SystemsInc公司开发继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用可移植性好 可公开、修改甚至贩卖从命名风格和编程 风格上看阅读性非常高。我们后面学习STL要阅读部分源代码 主要参考的就是这个版本。
6. STL的六大组件 7. STL的重要性 网上有句话说“不懂STL不要说你会C”。STL是C中的优秀作品有了它的陪伴许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新造轮子站在前人的肩膀上健步如飞的快速开发。
8. 如何学习STL 简单总结一下学习STL的三个境界能用明理能扩展 。
9.STL的缺陷 1. STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽上一版靠谱是C98中间的C03基本一些修订。C11出 来已经相隔了13年STL才进一步更新。2. STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。3. STL极度的追求效率导致内部比较复杂。比如类型萃取迭代器萃取。4. STL的使用会有代码膨胀的问题比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码当然这是模板语 法本身导致的。 本章结束啦
