外贸网站产品分析,wordpress 主题 模板,开发小程序模板,wifi已连接(无法上网)C模板入门 一、泛型编程 二、函数模板1. 函数模板的概念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 一、泛型编程
假设我们想实现一个交换函数#xff0c;并且支持不同类型的参数实现#xff0c;我们可以用 typedef 将类型进行重… C模板入门 一、泛型编程 二、函数模板1. 函数模板的概念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 一、泛型编程
假设我们想实现一个交换函数并且支持不同类型的参数实现我们可以用 typedef 将类型进行重命名例如以下代码 // 将 int 起别名为 DataTypetypedef int DataType;void Swap(DataType x, DataType y){DataType tmp x;x y;y tmp;}int main(){DataType x 0, y 6;Swap(x, y);return 0;}这样我们每次需要更换类型的时候只需要更改 int 为其他类型即可
以上是一种方法还有一种方法可以使用函数重载实现例如 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;}以上两种方法虽然可以实现通用的交换函数但是有以下几个不好的地方
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或修改类型。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板让编译器根据不同的类型利用该模板来生成代码呢答案是可以的在这里就需要引入泛型编程泛型编程 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。
模板分为函数模板和类模板。
二、函数模板
1. 函数模板的概念
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
在定义函数模板之前我们需要引入一个关键字template它是定义模板的关键字
使用格式templatetypename T1, typename T2,......,typename Tn在 template 关键字后面要用尖括号括住模板参数模板参数的数量可以是任意的但是需要使用 typename 关键字来定义模板参数也可以使用 class(切记不能使用struct代替class)。
例如交换函数的函数模板 templatetypename Tvoid Swap(T t1, T t2){T tmp t1;t1 t2;t2 tmp;}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。
例如下图就很好地体现了这一个过程 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即编译器用模板实例化生成对应的Swap 函数。
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。
隐式实例化 让编译器根据实参推演模板参数的实际类型例如以下这个 Add 的函数模板实现两个数的相加 templateclass TT Add(T a, T b){return a b;}int main(){int a 10, b 20;double c 1.11, d 2.22;cout sum Add(a, b) endl;cout sum Add(c, d) endl;return 0;}上面的两个调用实例化都没有问题编译器进行了隐式实例化运行的结果如下 但是如果这样调用会编译通过吗Add(a, d)答案是不行的通过实参 a 将 T 推演为 int通过实参 d 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。
所以此时有两种解决方法
用户自己来强制转化使用显式实例化
如果自己来强制转化就可以使用以下方法 int main(){int a 10, b 20;double c 1.11, d 2.22;cout sum Add((double)a, d) endl;cout sum Add(a, (int)d) endl;return 0;}我们可以在调用 Add 函数时将 a 强转为 double或者将 d 强转为 int 。
显式实例化 在函数名后的中指定模板参数的实际类型。
例如上面的问题中我们使用显式实例化解决代码如下 int main(){int a 10, b 20;double c 1.11, d 2.22;cout sum Add(a, b) endl;cout sum Add(c, d) endl;cout sum Adddouble(a, d) endl;cout sum Addint(a, d) endl;return 0;}我们在函数名的后面用尖括号指定了模板参数的类型这就是显式实例化。
注意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
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。
例如以下两段代码 // 专门处理int的加法函数int Add(int a, int b){cout int Add(int a, int b) endl;return a b;}// 通用加法函数templateclass TT Add(T a, T b){cout T Add(T a, T b) endl;return a b;}int main(){// 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); // 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Addint(1, 2); return 0;}三、类模板
假设我们我们需要实现一个通用的栈我们可以使用 typedef 关键字对类型起别名每次需要改变类型的时候只需要在 typedef 更改即可例如以下的 Stack 类 typedef int DataType;class Stack{public:Stack(size_t capacity 4){_array new DataType[capacity];_capacity capacity;_size 0;}~Stack(){cout ~Stack() endl;delete[] _array;_array nullptr;_size _capacity 0;}private:// 内置类型DataType* _array;int _capacity;int _size;};虽然以上的 Stack 类不同的类型只需要改变 typedef 的类型即可但是如果我同时需要两个栈一个栈的参数是 int 另一个栈的参数是 double 呢上面的方法就不能很好地满足了所以我们引入类模板。
类模板的使用如下以 Stack 类为例 templateclass Tclass Stack{public:Stack(size_t capacity 4){_array new T[capacity];_capacity capacity;_size 0;}~Stack(){delete[] _array;_array nullptr;_size _capacity 0;}private:T* _array;int _capacity;int _size;};实例化对象如下 int main(){Stackint st1;Stackdouble st2;return 0;}注意Stack 是类名Stackint 和 Stackdouble 才是类型template 的作用范围是 Stack 这个类。
这样我们就同时实现了两个栈一个栈存放的参数是 int另外一个存放的是 double。
