【C++】模板初阶

前言

今天来学习一下模板

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。

格式

template
返回值类型 函数名(参数列表){}

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

注意：
typename是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

模板实例化

编译通过推出类型 再用函数模板生成对应的函数 这就是模板实例化

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; 
}

模板参数的匹配规则

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
}

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<class T1, class T2>
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

定义格式

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

类模板实例化

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<int> s1;
Vector<double> s2;

结语

关于模板的介绍到这里就结束了 我们下次见 希望对你有帮助！