06-C++ 模板
模板、类型转换
模板
1. 简介
一种用于实现 通用编程 的机制。
将 数据类型 可以作为参数进行传递 。
通过使用模板，我们可以编写可复用的代码，可以适用于多种数据类型。
c++模板的语法使用尖括号 < > 来表示泛型类型，并使用关键字 template 来定义和声明模板。
示例：
#include 1.1 原理
编译器并不是把函数模板处理成能够处理任何类型的函数；
函数模板通过具体类型产生不同的函数
编译器会对函数模板进行
两次编译：
- 在
声明的地方对模板代码本身进行编译；- 在
调用的地方对参数替换后的代码进行编译
1.2 分类
函数模板
类模板
2. 函数模板
2.1 步骤
- 声明
- 使用
2.2 声明语法
//class 和 typename 都是一样的，用哪个都可以
template<class 模板名,class 模板名,...>
//或
template<typename 模板名,typename 模板名,...>
注意：
位置：函数上
2.3 使用语法
在该函数
任何一处使用数据类型的地方都可以使用模板名替换。
2.4 注意
- 函数模板 可以
自动推导参数的类型，但是不会进行类型转换- 函数模板 可以自动类型推导，
也可以显式指定类型- 只能在 声明的 所在函数中使用
2.5 示例
#include 2.6 普通函数和模板函数的区别
(1)、函数模板不允许自动类型转化，普通函数能够自动进行类型转；
示例：
同上面示例
(2)、函数模板和普通函数同时识别，优先使用普通函数 ，加<>强制使用函数模板
示例：
template<typename T>
void func(T a, T b){
cout<<"函数模板"<<endl;
}
//普通函数
void func(int a, int b){
cout<<"普通函数"<<endl;
}
void test02()
{
//普通函数
func(10, 20);
//显示调用函数模板
func<>(10, 20);
}
(3)、函数模板可以使用<>，普通函数不行
2.7 函数模板的局限性
在函数模板的数据类型 为对象的时候，打印对象会报错，因为 没有 重载<< 运算符
解决方案：
- 重载 << 运算符
- 函数模板具体化
示例：
#include 3. 类模板
3.1 步骤、语法
同函数模板
3.2 位置
在类上
3.3 使用
3.3.1 创建对象
用法：
类名<实际数据类型1,实际数据类型2,...> 对象名(实参列表);
注意：
- 类模板
实例化对象是不能自动推导类型，需指定
示例：
#include 3.3.2 类模板的派生
- 类模板派生 普通子类
- 类模板派生 类 模板
示例：
#include 3.3.3 类模板成员函数外部实现
注意：外部实现函数时也需定义与类相同的函数模板
示例：
#include 3.3.4 类模板的分文件实现
在实例化模板之前，编译器对模板的定义体是不处理的
在实例化模板时编译器必须在上下文中可以查看到其定义实体
因此模板的实例化与定义体必须放到同一文件中。
但是如果文件名为.h皆为是头文件,在头文件中定义函数不符合头文件的将声明与实例分开的规则
顾将头文件名改为hpp,并在前内部进行示例化
data.hpp 头文件
#include main.cpp
#include 3.3.5 类模板作为函数参数
注意：该函数必须是类模板的友元函数
-
类模板的对象作为参数，数据类型写死，就是int,char等，
- 弊端：在调用该函数时，传递的对象的数据类型就只能是写死的类型
-
将该函数也创建成与类模板相同的函数模板，函数的参数是 同类模板的数据类型的类模板对象
示例：
#include & data);
template<class Z,class W>
friend void showData(Data<Z,W> & data);
private:
X x;
Y y;
public:
Data(){}
Data(X x,Y y){
this->x = x;
this->y = y;
}
};
//类模板的对象作为参数，数据类型写死，就是int,char,
//弊端：在调用该函数时，传递的对象的数据类型就只能是写死的类型
//void showData(Data & data)
//{
// cout << data.x << "\t" << data.y << endl;
//}
//将该函数也创建成与类模板相同的函数模板，
//函数的参数是 同类模板的数据类型的类模板对象
template<class X,class Y>
void showData(Data<X,Y> & data)
{
cout << data.x << "\t" << data.y << endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Data<int,char> d01(100,'a');
showData(d01); //100 a
Data<int,double> d02(100,1.0);
showData(d02); //100 1
return 0;
}
4.练习：自定义集合
示例：数组长度可变，可以存储基本类型数据，也可以存储对象
arraylist.hpp 头文件
#include main.cpp
#include 类型转换
1.上行转换、下行转换
-
上行转换
- 父类指针指向子类空间 安全的
-
下行转换
- 子类指针指向父类空间 不安全的
2. 类型转换
2.1 C提供的强制转换
语法: (转换后的类型)要转换的数据或变量
2.2 静态转换
语法：
static_cast(要转换的数据)
示例：
//基本类型转换 支持
int num = static_cast<int>(3.14f);
//基本指针类型转换 不支持
float f=0.0f;
//int *p1 = static_cast(&f);
//上行转换 支持（安全）
Base *p2 = static_cast<Base *>(new Son);
//下行转换 支持（不安全）
Son *p3 = static_cast<Son *>(new Base);
//不相关类型转换 不支持
//Son *p4 = static_cast(new Other);
2.3 动态类型转换
语法：
dynamic_cast(要转换的数据)
示例：
//基本类型转换 不支持
//int num = dynamic_cast(3.14f);
//基本指针类型转换 不支持
float f=0.0f;
//int *p1 = dynamic_cast(&f);
//上行转换 支持（安全）
Base *p2 = dynamic_cast<Base *>(new Son);
//下行转换 不支持（不安全）
//Son *p3 = dynamic_cast(new Base);
//不相关类型转换 不支持
//Son *p4 = dynamic_cast(new Other);
2.4 常量转换
语法：
const_cast
注意：
只能对指针与引用的变量使用
示例：
//将非const 转换成 const
int num = 10;
const int *p1 = const_cast<const int *>(&num);
//将const 转换成 非const
const int data=0;
int *p = const_cast<int *>(&data);
2.5 重新解释转换
简介：
这是最不安全的一种转换机制，最有可能出问题。
主要用于将一种数据类型从一种类型转换为另一种类型。它可以将一个指针转换成一个整数，也可以将一个整数转换成一个指针.
语法：
reinterpret_cast
示例：
//基本类型转换 不支持
//int num = reinterpret_cast(3.14f);
//基本指针类型转换 支持
float f=0.0f;
int *p1 = reinterpret_cast<int *>(&f);
//上行转换 支持（安全）
Base *p2 = reinterpret_cast<Base *>(new Son);
//下行转换 支持（不安全）
Son *p3 = reinterpret_cast<Son *>(new Base);
//不相关类型转换 支持
Son *p4 = reinterpret_cast<Son *>(new Other);