Boolan - C++学习笔记 _STL - 第三周

STL与泛型编程(三)
阅读C++ STKL源码的基础条件
1 操作符重载
operator是C++的关键字，它和运算符一起使用，表示一个运算符函数，理解时应将operator=整体上视为一个函数名。
这是C++扩展运算符功能的方法，虽然样子古怪，但也可以理解：一方面要使运算符的使用方法与其原来一致，另一方面扩展其功能只能通过函数的方式（c++中，“功能”都是由函数实现的)。
1.1 为什么使用操作符重载？
对于系统的所有操作符，一般情况下，只支持基本数据类型和标准库中提供的class，对于用户自己定义的class，如果想支持基本操作，比如比较大小，判断是否相等，等等，则需要用户自己来定义关于这个操作符的具体实现。比如，判断两个人是否一样大，我们默认的规则是按照其年龄来比较，所以，在设计person 这个class的时候，我们需要考虑操作符==，而且，根据刚才的分析，比较的依据应该是age。那么为什么叫重载呢？这是因为，在编译器实现的时候，已经为我们提供了这个操作符的基本数据类型实现版本，但是现在他的操作数变成了用户定义的数据类型class，所以，需要用户自己来提供该参数版本的实现。
2 模板
2.1函数模板的声明和模板函数的生成
2.1.1 函数模板的声明
函数模板可以用来创建一个通用的函数，以支持多种不同的形参，避免重载函数的函数体重复设计。它的最大特点是把函数使用的数据类型作为参数。
函数模板的声明形式为：
template
<返回类型><函数名>(参数表)
{
函数体
}
其中，template是定义模板函数的关键字；template后面的尖括号不能省略；typename（或class)是声明数据类型参数标识符的关键字，用以说明它后面的标识符是数据类型标识符。这样，在以后定义的这个函数中，凡希望根据实参数据类型来确定数据类型的变量，都可以用数据类型参数标识符来说明，从而使这个变量可以适应不同的数据类型。例如：

template
T fuc(T x, int y)
{
    T x;
    //……
}

如果主调函数中有以下语句：

double d;
int a;
fuc(d,a);

则系统将用实参d的数据类型double去代替函数模板中的T生成函数：

double fuc(double x,int y)
{
    double x;
    //……
}

函数模板只是声明了一个函数的描述即模板，不是一个可以直接执行的函数，只有根据实际情况用实参的数据类型代替类型参数标识符之后，才能产生真正的函数。
关键字typename也可以使用关键字class，这时数据类型参数标识符就可以使用所有的C++数据类型。
2.1.2 模板函数的生成
函数模板的数据类型参数标识符实际上是一个类型形参，在使用函数模板时，要将这个形参实例化为确定的数据类型。将类型形参实例化的参数称为模板实参，用模板实参实例化的函数称为模板函数。模板函数的生成就是将函数模板的类型形参实例化的过程。例如：
使用中应注意的几个问题：
⑴ 函数模板允许使用多个类型参数，但在template定义部分的每个形参前必须有关键字typename或class，即：
template
<返回类型><函数名>(参数表)
{
函数体
}
⑵ 在template语句与函数模板定义语句<返回类型>之间不允许有别的语句。如下面的声明是错误的：

template
int I;
T min(T x,T y)
{
   函数体
}

⑶ 模板函数类似于重载函数，但两者有很大区别：函数重载时，每个函数体内可以执行不同的动作，但同一个函数模板实例化后的模板函数都必须执行相同的动作。
2.2 类模板
　如同函数模板一样，使用类模板使用户可以为类定义一种模式，使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数、某些成员函数的返回值能取任意类型。类模板是对一批仅仅成员数据类型不同的类的抽象，程序员只要为这一批类所组成的整个类家族创建一个类模板，给出一套程序代码，就可以用来生成多种具体的类，(这类可以看作是类模板的实例)，从而大大提高编程的效率。
定义类模板的一般形式是：
　template <类型名 参数名1，类型名参数名2，…>
　class 类名
　{
　　类声明体
　}；
　例如，template
　class Smemory
　{…
　　public:
　　void mput(T x);
　　…
　}
　表示定义一个名为Smemory的类模板，其中带类型参数T。
在类模板的外部定义类成员函数的一般形式是：
　template <类型名 参数名1，类型名参数名2，…>
　函数返回值类型 类名<参数名 1 参数名 2，…>：：成员函数名(形参表)
　{
　　函数体
　}
　例如：template
　　void Smemory::mput(T x)
　　{…}
　　表示定义一个类模板Smemory的成员函数，函数名为mput，形参x的类型是T，函数无返回值。
　　类模板是一个类家族的抽象，它只是对类的描述，编译程序不为类模板(包括成员函数定义)创建程序代码，但是通过对类模板的实例化可以生成一个具体的类以及该具体类的对象。
与函数模板不同的是：函数模板的实例化是由编译程序在处理函数调用时自动完成的，而类模板的实例化必须由程序员在程序中显式地指定，
其实例化的一般形式是：
　　类名 <数据类型 1(或数据)，数据类型 2(或数据)…> 对象名
　例如，Smemory mol；
　　表示将类模板Smemory的类型参数T全部替换成int 型，从而创建一个具体的类，并生成该具体类的一个对象mol。
3 特化
模版的完全特化与偏特化
模版特化：任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。 <<泛型思维>>
完全特化：针对所有的模版参数进行特化。 <>

举例如下：

template 
class Template{}; 
 
全特化:
template<> 
class Template{};
 
偏特化：
template 
class Template{};
 
注意：函数模版不存在偏特化，只有类模版才能偏特化
 
#include 
using namespace std;

template
class Test
{
public:
    Test( T i, N j ) : a(i), b(j)
    {
        cout<<"普通模板类"<< a <<' ' << b << endl;
    }
private:
    T a;
    N b;
};

template<>
class Test
{
public:
    Test( int i, char j ) : a( i ), b( j )
    {
        cout<<"模版类全特化"<< a  << ' ' << b << endl;
    }
private:
    int a;
    char b;
};

template 
class Test
{
public:
    Test( char i, N j ):a( i ), b( j )
    {
        cout<<"模版类偏特化"<< a<< ' ' << b << endl;
    }
private:
    char a;
    N b;
};

//模板函数  
    template  
void fun(T1 a , T2 b)  
{  
    cout<<"模板函数"<  
void fun(int a, char b)  
{  
    cout<<"模版函数全特化"< 
// void fun(char a, T2 b) 
// { 
//     cout<<"模版函数偏特化"<