C++泛型编程与模板

目录

一.泛型编程

二.函数模板

2.1 函数模板格式

2.2 函数模板的原理

2.3 函数模板的实例化

2.4 模板参数的匹配原则

一篇博客关于临时变量、引用参数和const

三.类模板

3.1 类模板的定义格式

3.2 类模板的实例化

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一.泛型编程

使用同一个函数处理不同参数类型时，我们可以使用函数重载来实现这个功能。

函数重载给了我们很大的便利，但是函数重载可能也会出现不好之处：

1. 重载函数仅仅只是类型不同，代码的复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要增加对应的函数
2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能导致所有的重载均出错

既然函数重载有一些缺点，那么有没有办法来改正呢，前辈们肯定是解决了这个问题了，此时就有了泛型编程

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。

二.函数模板

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

2.1 函数模板格式

template

返回值类型 函数名（参数列表）{ }

template
T Add(T s1, T s2)
{
	return s1 + s2;
}

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）

2.2 函数模板的原理

模板是一个蓝图，记住它本身并不是函数，是编译器使用这个模板来产生具体类型函数的。模板就是将本应该由我们做的重复的事情给了编译器

在编译阶段，编译器会根据传入的实参类型来推演出对应类型的函数以供调用。

例如：

template
void Swap(T& s1, T& s2)//通用交换函数
{
	T tmp = s1;
	s1 = s2;
	s2 = tmp;
}

此时调用函数若是传入的参数是两个int类型数据，编译器就会推演出int类型的交换函数:

int s1 = 1;
int s2 = 2;
Swap(s1,s2);

此时调用函数若是传入的参数是两个double类型数据，编译器就会推演出double类型的交换函数:

double s3 = 1.01;
double s4 = 2.02;
Swap(s3,s4);

当然char类型也是可行的。调用的函数不一样

2.3 函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，我们称为函数模板的实例化

①隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

template
T Add(T s1, T s2)
{
	return s1 + s2;
}
void TestAdd()
{
    int s1 = 1; 
    int s2 = 2;
    double s3 = 1.01;
    double s4 = 2.02;
    Add(s1, s2);
    Add(s1, (int)s3);//用户自己强转	
}

但是如果传的参是一个int类型，一个double类型呢，假入两个参数的类型不一样，编译器会怎么处理呢？如果出现了这样的情况，编译器会报错，因为T只有一个，它无法确定是将T推演为int 或者 将T推演成double，所以会报错。

在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转换出现问题，编译器就要背锅。

要解决上述问题，有两种处理方式：

1. 用户自己来强制类型转换
2. 使用显式实例化

②显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型，函数的返回值不能参与推演，只能是形参

Add(s1, s3);

如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转化，如果无法转换成功，编译器将会报错。

2.4 模板参数的匹配原则

1. 一个非模板函数可以和一个同名函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数
2. 对于非母案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。

int Add(int s1, int s2)
{
	return s1 + s2;
}

template
T1 Add(T1 s1, T2 s2)
{
	return s1 + s2;
}
void TestAdd()
{
	int s1 = 1; 
	int s2 = 2;
	double s3 = 1.01;
	double s4 = 2.02;
	
        Add(s1, s2);//调用非模板函数	
        Add(s1,s2);//调用模板
	Add(s1, s4);//调用模板
        Add(s3, s4);//调用模板
}
	

一篇博客关于临时变量、引用参数和const

https://blog.csdn.net/qq_41209741/article/details/84255449

三.类模板

3.1 类模板的定义格式

template
class 类模板名
{
    //类内成员定义
};

3.2 类模板的实例化

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

访问自我实现的顺序表，由于成员变量是私有的，不能直接访问，可以提供一个函数Print、重载输入和输出、重载[]

T& operator[](size_t pos)
{
    return _a[pos];
}

size_t Size()
{
    return _size;
}

类模板成员函数的分离定义：

Vector();
.
.
.

template
Vector::Vector()
    :_a(nuulptr)
    ,_capacity(0)
    ,_size(0)
{}

模板类类名：Date Vector

模板类类型：Date Vector