C++的深度学习(6)

目录

模板

泛型编程

 函数模板

函数模板的原理

 函数模板的实例化

模板参数的匹配原则

类模板

类模板的定义格式

 类模板的实例化


模板

泛型编程

//实现一个通用的交换函数
void Swap(int& left, int& right) {
 int temp = left;
 left = right;
 right = temp; 
}
void Swap(double& left, double& right) {
 double temp = left;
 left = right;
 right = temp; 
}
void Swap(char& left, char& right) {
 char temp = left;
 left = right;
 right = temp; 
}
.......
使用函数重载虽然可以实现,但是有一下几个不好的地方:
1. 重载的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,一个出错可能所有的重载均出错  
那能否告诉编译器一个模子,让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢?
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。
C++的深度学习(6)_第1张图片

 函数模板

函数模板概念
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。
函数模板格式
template
返回值类型 函数名 ( 参数列表 ){}
template

void Swap(T& left, T& right) {
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
注意: typename 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)

函数模板的原理

函数模板是一个蓝图,它本身并不是函数,是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模 板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器
C++的深度学习(6)_第2张图片
在编译器编译阶段 ,对于模板函数的使用, 编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数 以供调用。比如:当用 double 类型使用函数模板时,编译器通过对实参类型的推演,将 T 确定为 double 类型,然 后产生一份专门处理 double 类型的代码 ,对于字符类型也是如此。

 函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时 ,称为函数模板的 实例化 。模板参数实例化分为: 隐式实例化和显式实例
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

void Add(S& left, S& right){
	S temp = left;
	left = right;
	right = temp
}
int main() {
	int a = 10;
	int b = 10;
	double c = 3.14;
	double d = 3.12;
	Add(a, b);
	Add(c, d);
	//Add(a, d);
	return 0;
}

C++的深度学习(6)_第3张图片

/*
该语句不能通过编译,因为在编译期间,当编译器看到该实例化时,需要推演其实参类型
通过实参 a1 T 推演为 int ,通过实参 d1 T 推演为 double 类型,但模板参数列表中只有一个 T
编译器无法确定此处到底该将 T 确定为 int 或者 double 类型而报错
注意:在模板中,编译器一般不会进行类型转换操作,因为一旦转化出问题,编译器就需要背黑锅
Add(a1, d1);
*/
Add(a.(int)c)

// 此时有两种处理方式: 1. 用户自己来强制转化 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  

int main(void) {
 int a = 10;
 double b = 20.0;
 
 // 显式实例化
 Add(a, b);
 return 0;
}
如果类型不匹配,编译器会尝试进行隐式类型转换,如果无法转换成功编译器将会报错。

模板参数的匹配原则

1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在,而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right) {
 return left + right; 
}
// 通用加法函数
template T Add(T left, T right) {
 return left + right; 
}
void Test()
{
 Add(1, 2); // 与非模板函数匹配,编译器不需要特化
 Add(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}
2. 对于非模板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
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right) {
 return left + right; 
}
// 通用加法函数
template
T1 Add(T1 left, T2 right) {
 return left + right; 
}
void Test()
{
 Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配,不需要函数模板实例化
 Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本,编译器根据实参生成更加匹配的Add函 数
}
3. 模板函数不允许自动类型转换,但普通函数可以进行自动类型转换

类模板

类模板的定义格式

template
class 类模板名
{
 // 类内成员定义
};
// 注意:类模板中函数放在类外进行定义时,需要加模板参数列表
template < class T >
Vector < T > :: ~Vector ()
{
if ( _pData )
delete [] _pData ;
_size = _capacity = 0 ;
}

 类模板的实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同, 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
// Vector类名,Vector才是类型
Vector s1;
Vector s2;

你可能感兴趣的:(C++,c++)