C++模板函数
目录
一、模板函数
1.概念
2.一般模板函数
3.特化模板函数
二、模板类
1.概念
2.模板类（Queue，Stack）
2.1Queue
2.2Stack
3.成员模板函数
3.模板类特化
3.1全特化
3.2偏特化
三、模板类AutoPtr
1.构造函数
2.析构函数
3.拷贝构造函数
4.等号、->、*等运算符重载
5.主函数调用AutoPtr
一、模板函数
1.概念
模板函数不是一个实在的函数，编译器不能为其生成可执行代码。定义模板函数后只是一个对函数功能框架的描述，当它具体执行时，将根据传递的实际参数决定其功能。
2.一般模板函数
以一个简单的Swap函数为例，其功能为交换两个变量的值。
void Swap(int & x, int & y)
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
上面的代码能实现交换功能，但是只能交换整数型即int类型，那么如果要交换浮点型或者字符型又需要另外写以下代码。
//浮点型
void Swap(double & x, double & y)
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
//字符型
void Swap(char & x, char & y)
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
为了减少我们的代码量，此时就可以使用模板函数。所谓“模板”，就是可以用一个模子做出多种类似的东西，那么模板函数就是可以用一个函数实现对多种类型值的操作。
模板函数写法如下：
template
返回值类型 模板名(形参表)
{
函数体
}
还是以Swap函数为例，实现代码为：
#include
using namespace std;
template
void Swap(T & x, T & y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int n = 2, m = 8;
Swap(n, m); //编译器自动生成 void Swap (int &, int &)函数
cout<<"n="<
3.特化模板函数
尽管模板函数能够对多种类型值进行操作，但是不同类型值在有些操作时需要先进行一定处理即特化，比如字符型是无法直接进行大小比较的，但我们可以比较其字符串长短，下面我们以Compare函数为例。
#include
#include
using namespace std;
//函数模板
template
bool Compare(T t1,T t2){
return t1==t2;
}
template<> //函数模板特化
bool Compare(char *t1,char *t2){
return strcmp(t1,t2)==0;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int a = 2;
int b = 2;
int c = 8;
double d = 2.8;
double e = 2.8;
double f = 8.2;
char str1[] = "abc";
char str2[] = "abc";
char str3[] = "def";
cout<
如果类型值相等输出为1，反之则输出为0。运行截图如下：
可见经过特化之后的Compare函数除了能对数值进行大小比较还可以对字符型进行比较操作。需要注意的是模板函数只有全特化，没有偏特化。
二、模板类
1.概念
一个类模板(类生成类)允许用户为类定义个一种模式，使得类中的某些数据成员、默认成员函数的参数，某些成员函数的返回值，能够取任意类型(包括系统预定义的和用户自定义的)。
如果一个类中的数据成员的数据类型不能确定，或者是某个成员函数的参数或返回值的类型不能确定，就可以将此类声明为模板，它的存在不是代表一个具体的、实际的类，而是代表一类 类。
2.模板类（Queue，Stack）
模板类的作用和模板函数的相同，都是为了减少代码量方便操作，这里就不再赘述。
模板类的写法：
template <类型形参表>
class <类名>
{ //类说明体 }；
template <类型形参表>
<返回类型> <类名> <类型名表>::<成员函数1>（形参表）
{ //成员函数定义体 }
template <类型形参表>
<返回类型> <类名> <类型名表>::<成员函数2>（形参表）
{ //成员函数定义体 }
…
template <类型形参表>
<返回类型> <类名> <类型名表>::<成员函数n>（形参表）
{ //成员函数定义体 }
在C++标准库（STL）中有栈和队列的类模板,因此可以直接使用。
2.1Queue
队列的特点：先进先出，只能对队头和队尾的元素进行操作。
queue的函数组成主要有：
queue.size():返回队列中元素个数；
queue.push():会将一个元素置入queue中；
queue.front():会返回queue内的第一个元素（也就是第一个被置入的元素）；
queue.back():会返回queue中的最后一个元素（也就是最后被插入的元素）；
queue.pop():会移除queue内的第一个元素（也就是第一个被置入的元素）;
使用队列，要先包含头文件 ： #include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
queue queue;
int num;
cout<<"入队:";
for(int i = 1;i<10;i++){
queue.push(i);
cout<
运行截图：
2.2Stack
栈的特点：先进后出，只能对栈顶的元素进行操作。
stack的函数组成主要有：
stack.push():往栈头添加元素;
stack.pop():从栈头移除第一个元素;
stack.top()：返回栈顶元素;
stack.empty()：判断堆栈是否为空,栈空返回true,栈非空返回false;
stack.size():返回堆栈的大小;
使用栈之前，要先包含头文件 ： #include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
stack stack;
int num;
cout<<"入栈:";
for(int i = 1;i<10;i++){
cout<
运行截图：
3.成员模板函数
成员模板函数在使用时有以下需要注意的地方：
普通类的成员函数模板不管是普通类还是模板类，成员函数都可以是函数模板，称为“成员函数模板”，但不可以是虚函数，否则编译器报错。
类模板的模板参数必须用<>指定，成员函数模板(函数模板)的模板参数可以自动推导。
类模板的成员函数（普通成员函数/函数模板）只有为程序所用时（代码对函数或函数模板进行调用时）才实例化。 如果某函数从未使用，则不会实例化该函数。
//普通类
class A{
public:
template //成员函数模板
void myfunc(T tempVal)
cout << tempval <
class A{
public:
template
A(T2 v1, T2 v2){
//构造函数模板
}
template //成员函数模板
void myfunc(T tempVal)
cout << tempval < a(1,2); //类模板的模板参数必须指定，函数模板自动推导。
A a(1.1, 2.2);
a.myfpt(); //调用时，才实例化该函数
成员函数外部实现
template //先跟类模板的模板函数列表
template //构造函数自己的模板函数列表
A::A(T2 v1, T2 v2){
cout << v1 << v2 << endl; //构造函数模板
}
3.模板类特化
模板函数特化和模板类特化的区别：模板函数只能全特化，而模板类既有全特化又有偏特化。
3.1全特化
全特化即对所有模板类型都进行特化。
#include
using namespace std;
template
class A{
public:
void function(T1 value1, T2 value2){
cout<<"value1 = "<
3.2偏特化
偏特化即对模板类型做一些限制特化。
#include
using namespace std;
template
class A{
public:
void function(T1 value1, T2 value2){
cout<<"value1 = "<
三、模板类AutoPtr
1.构造函数
template
AutoPtr::AutoPtr(T* pData)
{
m_pData = pData;
m_nUser = new int(1);
}
2.析构函数
~AutoPtr()
{
decrUser();
}
void decrUser();
template
void AutoPtr::decrUser()
{
--(*m_nUser);
if ((*m_nUser) == 0)
{
delete m_pData;
m_pData = 0;
delete m_nUser;
m_nUser = 0;
}
}
3.拷贝构造函数
template
AutoPtr::AutoPtr(const AutoPtr& h)
{
m_pData = h.m_pData;
m_nUser = h.m_nUser;
(*m_nUser)++;
}
4.等号、->、*等运算符重载
AutoPtr& operator=(const AutoPtr& h);
T* operator->()
{
return m_pData;
}
T& operator*()
{
return *m_pData;
}
const T& operator *()const
{
return *m_pData;
}
const T* operator ->()const
{
return m_pData;
}
template
AutoPtr& AutoPtr::operator=(const AutoPtr& h)
{
decrUser();
m_pData = h.m_pData;
m_nUser = h.m_nUser;
(*m_nUser)++;
}
5.主函数调用AutoPtr
#include
#include
#include "autoptr.h"
#include "CMatrix.h"
using namespace std;
int main()
{
AutoPtr h1;
double data[6] = {1,2,3,4,5,6};
h1->Create(2,3,data);
cout << *h1 << endl;
AutoPtr h2(h1);
(*h2).Set(0,1,10);
cout << *h1 << endl << *h2;
}
运行截图：
