C++学习 - 泛型编程基础

C++作为兼容C语言却又更强大的语言来说，C++真正强大且区别于C的地方就是泛型编程了。

在C++中，模板是泛型编程的基础，模板是创建类和函数的蓝图。

模板定义

假设要写一个函数比较两个值，指出第一个值是小于、等于还是大于第二个值。我们可以用函数重载：

int compare( const int &a, const int &b){
    if(a == b){
        return 0;
    }
    return a>b?1:-1;
}

int compare( const double &a, const double &b){
    if(a == b){
        return 0;
    }
    return a>b?1:-1;
}

这两个函数基本相同，唯一不同的是参数，但是这种太麻烦了，也容易出错，并且有时候根本不知道比较的到底是哪个类型。

定义函数模板

定义一个函数模板，就是一个独立类型的函数。如下：

template < typename T >
int compare( T &a, T &b ){
    if( a == b ){
        return 0;
    }
    return a>b?1:-1;
}

模板的定义以关键字template开始，后面接模板参数( template parameter list )，模板形参表是用尖括号括起来的一个或多个模板形参( template parameter )，形参之间用逗号分割。

使用函数模板

使用函数模板时，编译器推断是哪个模板实参( template argument )绑定到模板形参。一旦编译器确定了实际的模板实参，就称他实例化( instantiate )了一函数模板的实例。

int main(){
    cout << compare(0, 1) <cout << compare("abc", "bcd") <return 0;
}

编译器把实例化compare的两个不同版本，编译器用Int代替T 创建第一个，用string替换T创建第二个。

inline函数模板

函数模板可以用与非模板函数一样的方式声明为inline。说明符放在模板形参表之后、返回类型之前，不能放在关键字template之前。

template < typename T > inline T min(const T&, const T&);

定义类模版

我们定义类模版的时候同函数模板一样。
例如我们定义一个Point类，可能是2d（x和y）的，可能是3d（x，y和z）的，所以需要类模版。第一种是定义3d的Point：

template < class type >
class Point3d
{
public:
    Point3d( type x = 0.0, type y = 0.0, type z = 0.0)
    : _x(x), _y(y), _z(z) {}

    type x(){
        return _x;
    }

    void x( type xval ){
        _x = xval;
    }

private:
    type _x;
    type _y;
    type _z;
};

或者我们把参数个数也变成可变的：

template < class type, int dim >
class Point{
public:
    Point();
    Point(type coords[dim]){
        for (int index = 0; index < dim; index++) {
            _coords[index] = coords[index];
        }
    }

    type& operator[] (int index){
        assert(index < dim && index >= 0);
        return _coords[index];
    }

    type operator[] ( int index ) const{
        assert(index < dim && index >= 0);
        return _coords[index];
    }

private:
    type _coords[dim];
};

这样就可以了。使用的时候直接声明就可以了。

Point< int, 3 > point;

以上就是泛型编程的基础了。