C++模板

前言

最近在C++知识查漏补缺和巩固的过程中，遇到关于C++模板的问题，查看了C++ Primer这本书，对相关知识进行总结。（第一次尝试MarkDown编写，不知道效果怎么样）

泛型编程

泛型编程最初提出时的动机很简单直接：发明一种语言机制，能够帮助实现一个通用的标准容器库。所谓通用的标准容器库，就是要能够做到，比如用一个List类存放所有可能类型的对象这样的事。比如我们使用vector时，可以是vector、vector，还可以是我们自己定义的数据类型，这就是泛型编程的例子，即我们在编写程序（程序员或者是你编写）的时候，不需要知道具体的数据类型，在“使用的时候”由程序使用者给定相应的类型，为什么“使用的时候”要打引号，因为这样说有一点不严格，因为还有一种方法也能处理在编写程序时不需要知道类型的情况，那就是面向对象编程（OOP），这二者是有区别的：OOP能处理类型在程序运行之前都未知的情况，但泛型编程需要在编译的时候就知道类型，这一要求要早于OPP机制。

C++模板

• 1模板定义
  使用关键字template，如函数模板定义：

template
void Fun(void)
{
    T a;
}

• 2模板编译
  编译器一个模板定义时，它并不生成代码，因为这个时候编译器并不知道具体类型，只有当使用模板时（这时候程序使用者就会给定相应类型），编译器才会生成代码。这一特殊机制会造成相应的编程影响。
  通常，我们在调用函数时，只需要知道该函数的声明（回想一下，是不是这样的？比如你在写C代码时，如果先写main函数，在其中调用一个函数，而这个函数的定义在main代码之后，则现在我们只需要在main之前声明该被调用的函数，就可以了）。但是我们在使用类对象是，必须已经对该对象进行了定义，同样，我们也不必知道该类对象成员函数的定义，只需要声明（这个声明在哪里呢？就在类的定义里面）。所以，一般我们会把类的定义和普通函数的声明放在.h文件中，而把普通函数和类成员函数的定义放在相应的.cpp文件中。
  但是对于模板程序来说，这一做法不行。普通模板函数的定义、模板类和其成员函数的定义，都需要放在.h文件中，不然编译就会报错。如下程序演示：
  如头文件如下(类定义)：

#include 
        #include 
        const int SIZE=8;
        template <class T>
        class Smemory 
        {
            T data[SIZE];
            int count;
        public:
            Smemory(){ count=0; }
            void mput(T x);
            T mget( );
        };

相应源文件（成员函数定义）：

#include "ClassTemplateTest.h"
        //定义成员函数mput()，函数的参数类型为T,该函数用于为数据成员　data数组的各个元素赋值
        template <class T>
        void Smemory::mput(T x)
        {
            if(count==8) { cout<<"Memory is full"; return; }
            data[count]=x;
            count++;
        }
        //定义成员函数mget()，函数的返回类型为T，该函数用于取出数据成员　data数组的各个元素
        template <class T>
        T Smemory::mget()
        {
        if(count==0) { cout<<"Memory is empty"; return 0; }
        count--;
        return data[count];
        }

main函数为：

        #include 
        #include 
        #include "ClassTemplateTest.h"
        using namespace std;
        void main()
        {
            Smemory<int> mo1;
            int i;
            char ch='A';
            Smemory<char> mo2;
            for(i=0;i<8;i++)
            {
                mo1.mput(i);
                mo2.mput(ch);
                ch++;
            }
            cout<<"Get mo1 => ";
            for(int i=0;i<8;i++)
                cout<std::cout<<"\nGet mo2 => ";
            for(i=0;i<8;i++)
                cout<

则报错：

而把成员函数放在.h文件就顺利编译通过，可自行验证。

模板实例化

对于类模板，不同的模板类型参数，会实例化不同的类对象，即一个类模板的每个实例都形成一个独立的类。另外，一个类模板的成员函数只有当程序用到它是才进行实例化，如对于上述出现编译错误的情况，如果在main函数中，没有调用mo2.mput()函数，则不会出现该函数的编译错误，即程序在编译过程中并没有生成该函数的实例化代码。