C++进阶--模板

一.函数模板

1.普通模板

格式：

// 声明
template   // or class T
void Swap(T &a, T &b);

// 定义
template   // or class T
void Swap(T &a, T &b)
{
    T temp;   // temp a variable of type T
    temp = a;
    a = b;
    b = temp; 
}

第一行指出要建立一个模板，并将类型命名为T，关键字 template 和 typename 是必须的；

typename  也可以换成关键字 class 来创建模板：

// 声明
template   // or class T
void Swap(T &a, T &b);

// 定义
template   // or class T
void Swap(T &a, T &b)
{
    T temp;   // temp a variable of type T
    temp = a;
    a = b;
    b = temp; 
}

调用：

int i = 10;
int j = 20;
Swap(i,j);

double x = 24.5;
double y = 81.7;
Swap(x,y); 

第一个 Swap 函数接收了两个 int 参数，因此编译器生成 int 版本，也就是用 int 替换所有的 T ，生成下面的定义：

void Swap(int &a, int &b)
{
    int temp;   // temp a variable of type int 
    temp = a;
    a = b;
    b = temp; 
}

第二个 Swap 函数接收了两个 double 参数，因此编译器生成 double 版本，也就是用 double 替换所有的 T ，生成下面的定义：

void Swap(double &a, double &b)
{
    double temp;   // temp a variable of type double 
    temp = a;
    a = b;
    b = temp; 
}

当然，模板也可以用在函数重载中：

template      // original template
void Swap(T &a, T &b);

template      // new template
void Swap(T *a, T *b, int n);

调用时会根据输入参数情况，调用相应函数。

2.模板的具体化与实例化

具体化：

对于给定的函数名，有非模板、普通模板、显式具体化模板、重载版本；

优先级为：非模板 > 显式具体化模板 > 普通模板

而显示具体化作用是生成指定类型的模板：

struct job
{
    ...
}

//普通模板
template   // or class T
void Swap(T &a, T &b);

//具体化模板
template <> void Swap(job &j1, job &j2);

这时就生成一个类型为 job 的模板，当参数为 job 时，将优先调用：

double u,v;
Swap(u,v);

job a,b;
Swap(a,b);

上述程序第一次将调用普通模板，第二次会调用 job 类型模板；

具体化的意义在于，可以以某个类型定义单独的函数，如下所示：

template 
void Swap(T &a, T &b)    // general version
{
    T temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

// swaps just the salary and floor fields of a job structure

template <> void Swap(job &j1, job &j2)  // specialization
{
    double t1;
    int t2;
    t1 = j1.salary;
    j1.salary = j2.salary;
    j2.salary = t1;
    t2 = j1.floor;
    j1.floor = j2.floor;
    j2.floor = t2;
}

此时，job 的具体化模板可以单独修改某个成员变量；

对于普通模板，因为事先不知道是什么类型，所以不方便修改，比如int型就没有成员变量这一说；

实例化：

格式：

//普通模板
template      
void Swap(T &a, T &b);

//具体化模板
template <> void Swap(job &j1, job &j2);

//实例化模板
template void Swap(char &j1, char &j2);

与具体化区别在于：

1、template后面少了一个 <> ；

2、调用时使用普通模板生成 char 类型的模板，所以不用单独定义；而具体化是要单独定义的；

3、直接在调用前声明，后面即可使用，不用像具体化那样声明、定义都要有，使用如下：

int main(void)
{
    template void Swap(char &j1, char &j2);
    char a,b;
    Swpa(g,h);
}