C++中的Template
模板的概念
建立通用的模具，大大提高复用性
模板不可直接使用
函数模板
函数模板语法
函数模板作用：
建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。
语法：
template;
//函数声明或定义 解释：
template -- 声明创建模板
typename -- 表明其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T -- 通用的数据类型，名称可替换，通常为大写字母
//利用模板提供通用的交换函数
template
void mySwap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//利用模板实现交换
//1. 自动类型推导
mySwap(a, b);
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
//2. 显示指定类型
mySwap(a, b);
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
double c = 2.2;
double d = 2.1;
mySwap(c, d);
cout << "c = " << c << ", d = " << d << endl;
} 注意事项：
自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用
模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template
void mySwap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
test02()
{
int a = 1;
char b = 'c';
mySwap(a, b);//推导不出一致的数据类型
}
template
void func()
{
}
test02()
{
func(); //必须指定T的数据类型，不能只写func();
} 函数模板案例
案例描述：
//利用模板提供通用的交换函数
template
void mySwap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//打印数组模板
template
void myPrint(T arr[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; ++i)
{
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
}
template
void sort(T arr[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; ++i)
{
int max = i;
for (int j = i + 1; j < len; ++j)
{
if (arr[max] < arr[j])
{
mySwap(arr[max], arr[j]);
}
}
if (max != i)
{
mySwap(arr[max], arr[i]);
}
}
}
void test01()
{
//测试char数组
char charArr[] = "badcfe";
int len = sizeof(charArr) / sizeof(char);
sort(charArr, len);
myPrint(charArr, len);
//测试int数组
int intArr[] = { 0, 5, 6, 4, 2, 8,5,9,3 };
len = sizeof(intArr) / sizeof(int);
sort(intArr, len);
myPrint(intArr, len);
} 普通函数与函数模板的区别
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
return a + b;
}
//函数模板
template
T myAdd02(T a, T b)
{
return a + b;
}
void test01()
{
int a = 10;
char b = 'b'; //a -97, b - 98
cout << myAdd01(a, b) << endl;
//自动类型推导，不会发生隐式类型转换
//cout << myAdd02(a, b) << endl; //报错
//显示指定类型，会发生隐式类型转换
cout << myAdd02(a, b) << endl;
} 建议使用显示指定类型方式
普通函数与函数模板的调用规则
调用规则：
//普通函数
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
//函数模板
template
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的函数模板" << endl;
}
template
void myPrint(T a, T b, T c)
{
cout << "调用重载的函数模板" << endl;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
myPrint(a, b); //调用普通函数
//空模板参数列表
myPrint<>(a, b);
myPrint(a, b, 12);
//更好的匹配
char c = 'a';
char d = 'a';
myPrint(c, d); //调用函数模板
} 模板的局限性
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
//方法1. 重载加号
/*bool operator==(Person p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
return false;
}*/
string m_Name;
int m_Age;
};
template
bool myCompare(T a, T b)
{
if (a == b)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//方法2. 为特定类型提供具体的化的模板
template<> bool myCompare(Person a, Person b)
{
if (a.m_Name == b.m_Name && a.m_Age == b.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void test01()
{
Person p1("Tom", 10);
Person p2("Tom", 10);
bool ret = myCompare(p1, p2);
if (ret)
{
cout << "p1==p2" << endl;
}
else
{
cout << "p1!=p2" << endl;
}
} 类模板
类模板语法
作用：建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表
语法：
template
类 解释：
template -- 声明创建模板
typename -- 表明其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T -- 通用的数据类型，名称可替换，通常为大写字母
template
class Person
{
public:
Person(nameType name, ageType age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "名称：" << this->m_Name << ", 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
nameType m_Name;
ageType m_Age;
};
void test01()
{
Person p1("Tom", 10);
Person p2("Joy", 20);
p1.showPerson();
p2.showPerson();
} 类模板与函数模板区别
//类模板与函数模板区别 int 默认参数
template
class Person
{
public:
Person(nameType name, ageType age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "名称：" << this->m_Name << ", 年龄：" << this->m_Age << endl;
}
nameType m_Name;
ageType m_Age;
};
void test01()
{
//1. 类模板没有自动类型推导使用方式，函数模板有
//Person p("Tom", 10); //错误，无法用自动类型推导
Person p1("Tom", 10); //正确，只能用显示指定类型
p1.showPerson();
//2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数，函数模板不可以有
Personp2("Joy", 20);
p2.showPerson();
} 类模板中成员函数创建时机
- 普通类中的成员函数一开始就可以创建
- 类模板中的成员函数在调用时才创建
class Person1
{
public:
void showPerson1()
{
cout << "Person1 show" << endl;
}
};
class Person2
{
public:
void showPerson2()
{
cout << "Person2 show" << endl;
}
};
template
class MyClass
{
public:
T obj;
//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建
void func1()
{
obj.showPerson1();
}
void func2()
{
obj.showPerson2();
}
};
void test01()
{
MyClass p;
p.func1();
//p.func2(); //编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
} 类模板对象做函数参数
template
class Person
{
public:
Person(T1 name, T2 age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
void showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << "，年龄：" << this->m_Age << endl;
}
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//方法1. 直接显示对象的数据类型
void printPerson(Person p)
{
p.showPerson();
}
void test01()
{
Person p1("孙悟空", 100);
printPerson(p1);
}
//方法2. 参数模板化
template
void printPerson2(Person& p)
{
p.showPerson();
cout << "T1的数据类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
cout << "T2的数据类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
Person p1("沙和尚", 40);
printPerson2(p1);
}
//方法3. 整个类模板化
template
void printPerson3(T & p)
{
p.showPerson();
cout << "T的数据类型为：" << typeid(T).name() << endl;
}
void test03()
{
Person p1("唐僧", 30);
printPerson3(p1);
} 类模板与继承
template
class Base
{
public:
T m;
};
class Son : public Base
{
};
template
class Son2 : public Base
{
public:
Son2()
{
cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}
T1 s;
};
void test01()
{
Son p1;
Son2 S2;
} 类模板成员函数类外实现
template
class Person
{
public:
Person(T1 name, T2 age);
void showPerson();
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//构造函数 类外实现
template
Person::Person(T1 name, T2 age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template
void Person::showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << "，年龄：" << this->m_Age << endl;
}
void test01()
{
Person P("tom", 20);
P.showPerson();
} 类模板份文件编写
//第一种解决方式，直接包含 源文件
//#include "person.cpp"
//第二种解决方式，将.h和.cpp内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件，类模板
#include "person.hpp"
void test01()
{
Person P("tom", 20);
P.showPerson();
} person.hpp
#pragma once
#include
using namespace std;
template
class Person
{
public:
Person(T1 name, T2 age);
void showPerson();
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//成员函数类外实现
template
Person::Person(T1 name, T2 age)
{
m_Name = name;
m_Age = age;
}
template
void Person::showPerson()
{
cout << "姓名：" << this->m_Name << "，年龄：" << this->m_Age << endl;
} 总结：主流的解决方式第二种，将类模板成员函数写到一起，将后缀名改为.hpp
类模板与友元
全局函数类内实现：直接在类内声明友元即可
全局函数类外实现：需要提前让编译器知道全局函数的存在
//2. 全局函数配合友元 类外实现
//先做函数模板声明
template
class Person;
//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，
//否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
template
void printPerson2(Person &p);
template
class Person
{
//1. 全局函数配合友元 类内实现
friend void printPerson(Person &p)
{
cout << "姓名：" << p.m_Name << "，年龄：" << p.m_Age << endl;
}
//全局函数配合友元 类外实现
//加空模板参数列表
//如果全局函数是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在
friend void printPerson2<>(Person &p);
public:
Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
private:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
template
void printPerson2(Person& p)
{
cout << "姓名：" << p.m_Name << "，年龄：" << p.m_Age << endl;
}
void test01()
{
Person P("tom", 20);
printPerson(P);
Person P2("joy", 34);
printPerson2(P2);
} 类模板案例
