【C++】详细介绍模版初阶—函数模版、类模板

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一、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。【不是针对某种类型】
template模版关键字
template< class T>
template< typename T>

• 模版的参数学习，可以类比函数参数。
• 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。

解决办法【声明与定义分离，出现链接错误】

1. 显示实例化指定（麻烦，不建议）

//声明
template
void Swap<int>(int& left, int& right);template
class Vector<int>;template
class Vector<double>;
//原因是因为声明没有类型，那么我们就把类型给写出来

2. 不分离两个文件中

二、函数模版

2.1 函数模版概念

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 函数模版格式

template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}

template<typename T>//也可以是class T
void Swap(T& left, T& right)
{T tmp = left;left = right;right = tmp;
}
//函数模版

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)【Swap库里面有，不用自己实现】
声明与定义

//声明
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right);//定义
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{T tmp = left;left = right;right = tmp;
}
//函数模版

注意定义写的格式

2.3 函数模版的原理

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。【调用的不是同一个函数】

函数模版的类型是编译器根据实参传递给形参，推演出来的。如果不能自动推演，我们就需要显示实例化，指定模版参数。
类模板的类型显示实例化，明确指定的。

2.4 函数模版的实例化

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：让编译器根据实参传递给形参，推演模板参数的实际类型

template<typename T>//也可以是class T
void Swap(T& left, T& right)
{T tmp = left;left = right;right = tmp;
}
//函数模版int main()
{int a = 1;int b = 2;Swap(a, b);//编译器根据实参传递给形参,判断为intdouble c = 1.2;double d = 2.3;Swap(c, d);//编译器根据实参传递给形参,判断为doublereturn 0;
}

当参数类型不同时：

template<typename T>
T Add(const T& left, const T& right)//常量，需要有const
{return left + right;
}
int main()
{int a = 1;double c = 2.1;Add<int>(a, c);//c这里有一个隐式类型转换Add<double>(a, c);Add(a,(int)c);//c这里有一个隐式类型转换Add((double)a, c);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

template<typename T>
T* func(int n)
{terurn new T[n];//new n个对象，，，，无法推导出T的类型
}
int main()
{int* p1 = func<int>(10);//函数模版显示实例化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。

函数模版的类型是编译器根据实参传递给形参，推演出来的。如果不能自动推演，我们就需要显示实例化，指定模版参数。

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

三、类模版

3.1 类模版定义

template<class T1, class T2, …, class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};

类模板不是具体的类，实例化才是真正的类。

template<class T>
class Stack
{
public:// 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。~Vector();//……void push(T x){}private:T* _a;int _top;
};
//类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表，每一个函数都需要加模板参数列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
if(_pData)delete[] _pData;
_size = _capacity = 0;
}int main()
{Stack<int> s1;s1.push(1);Stack<double> s2;s2.push(2.1);return 0;
}

类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表

3.2 类模版实例化

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;

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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。希望给友友们带来帮助！