C++模板初阶(个人笔记)

模板初阶

    • 1.泛型编程
    • 2.函数模板
      • 2.1函数模板的实例化
      • 2.2模板参数的匹配规则
    • 3.类模板
      • 3.1类模板的实例化


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。

//函数重载
//交换函数的逻辑是一致的,但代码复用率比较低,只要有新类型出现时,就需要用户自己增加对应的函数
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;}

2.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。

//加入模板的swap函数,就能提高代码的复用率
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{T temp = left;left = right;right = temp;
}

函数模板,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

其实是类型的推演:
在这里插入图片描述

2.1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。
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;Add(a1, a2);Add(d1, d2);/*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Add(a, (int)d);return 0;
}

显示实例化:

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

2.2模板参数的匹配规则

  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。
  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

// 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;
}

3.1类模板的实例化

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。

	// Vector类名,Vector<int>才是类型Vector<int> s1;Vector<double> s2;

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