C++模板初阶

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泛型编程

C++的泛型是一种编程机制，用于创建可以适用于不同数据类型的代码。泛型允许我们编写一次代码，然后根据需要在不同的数据类型上进行实例化。

C++中的泛型主要通过模板来实现。模板是一种通用的代码蓝图，可以根据不同的数据类型生成具体的代码。通过使用模板，我们可以编写通用的函数和类，以处理各种不同的数据类型。

总而言之，泛型编程即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。

模板

概念
C++的模板是一种通用的编程工具，用于创建可以适用于不同数据类型的代码。模板允许我们编写一次代码，然后根据需要在不同的数据类型上进行实例化。

函数模板

函数模板格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}

下面是个例子：

template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{
 T temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}

typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class

我们需要分清楚，模板不是函数，它只是一个蓝图，而后让编译器根据这个蓝图实例化出所需相关类型的模具

函数模板实例化

隐式实例化

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<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
 return left + right;
}
int main()
{
 int a1 = 10, a2 = 20;
 double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
 Add(a1, a2);
 Add(d1, d2);
 
 /*
 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将T推演为int，通过实参d1将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);
 */
 
 // 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
 Add(a, (int)d);
 return 0;
}

显示实例化

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<int>(a, b);
 return 0;
}

模板参数的匹配原则

一、 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
数

// 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<class T>
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<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}

二、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

三、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

类模板定义语法：

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
 // 类内成员定义
}; 

// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{ 
public :
 Vector(size_t capacity = 10)
 : _pData(new T[capacity])
 , _size(0)
 , _capacity(capacity)
 {}
 
 // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
 ~Vector();
 
 void PushBack(const T& data)；
 void PopBack()；
 // ...
 
 size_t Size() {return _size;}
 
 T& operator[](size_t pos)
 {
 assert(pos < _size);
 return _pData[pos];
 }
 
private:
 T* _pData;
 size_t _size;
 size_t _capacity;
};
// 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

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