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一#xff0c;泛型编程
二#xff0c;函数模板
1#xff0c;函数模板概念
2#xff0c;函数模板格式
3#xff0c;函数模板的原理
4#xff0c;函数模板的实例化
5#xff0c;模板参数的匹配原则
三#xff0c;类模板
1#xff0c;类模板的定义格式
2泛型编程
二函数模板
1函数模板概念
2函数模板格式
3函数模板的原理
4函数模板的实例化
5模板参数的匹配原则
三类模板
1类模板的定义格式
2类模板的实例化
3模板【栈】的用法 一泛型编程
我们一般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
答案是可以的 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。 二函数模板
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函数模板格式 template typename T1typename T2.......typename Tn 返回值类型 函数名 参数列表{ } 拿交换函数举例
templatetypename 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) 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。
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。 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;Add(a1, a2);Add(d1, d2);Add(a1, (int)d1);return 0;
}
以上是没有问题的但是要求各个参数的类型必须一致否则会报错 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;Add(a1,d1);return 0;
}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。 再看一个例子
int Add(const int left, const int right)
{return left right;
}int main()
{int a1 10, a2 20;double d1 10.0, d2 20.0;Add(a1,d1);return 0;
} 像这种是可以运行的因为编译器会进行类型的转换
注意
在模板中编译器一般不会进行类型转换操作。 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 2显式实例化在函数名后的 中指定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(void)
{int a 10;double b 20.0;// 显式实例化Addint(a, b);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。 5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 // 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{cout int Add(int left, int right) endl;return 0;
}
// 通用加法函数
templateclass T
T Add(T left, T right)
{cout T Add(T left, T right) endl;return 0;
}
void Test()
{Add(1, 2); // 与非模板函数匹配编译器不需要特化Addint(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}
int main()
{Test();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 // 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{cout int Add(int left, int right) endl;return left right;
}
// 通用加法函数
templateclass T1, class T2
T1 Add(T1 left, T2 right)
{cout T1 Add(T1 left, T2 right) endl;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
}
int main()
{Test();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 三类模板
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
};
我们还是来看一下我们的老朋友【栈】
// 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
templateclass 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
VectorT::~Vector()
{if (_pData)delete[] _pData;_size _capacity 0;
} 这里需要的是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 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Vectorint才是类型
Vectorint s1;
Vectordouble s2; 3模板【栈】—【vector】的用法
兄弟们看我讲了这么多可能还不会正真的用法我来给大家示范一下大家就会觉得很香了
#includeiostream
#includevector
using namespace std;int main()
{vectorint vec;for (int i 0; i 10; i)vec.push_back(i);for (auto i : vec)cout i endl;return 0;
}
包个头文件就可以直接使用了【栈】对应的是【vector】
是不是很方便
