C++_模板类与类型萃取技术
在声明变量，函数，和大多数其他类型实体的时候，C++要求我们使用指定的类型。然而，有许多代码，除了类型不同之外，其余部分看起来都是相同的，比如，下面这个例子：
bool IsEqual (int left, int right)
{
return left == right;
}
bool IsEqual (const string& left , const string& right)
{
return left == right;
}
void test()
{
string s1 ("s1"), s2("s2");
cout<<IsEqual (s1, s2)<<endl;
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
}
上面这个例子，是为了比较两个变量是否相等的重载函数。这两个函数功能相同，只是处理的参数类型不同，那如果你需要处理float,double,等一系列类型时，你就要一一写出这些类型的重载函数，这样代码会显得十分繁琐，这时，就需要使用模板函数来处理了，模板函数只需要写一个就可以处理上面这种问题。
template<typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test1 ()
{
string s1 ("s1"), s2("s2" );
cout<<IsEqual (s1, s2)<<endl ;
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
}
在编译模板函数时，编译器会根据传入的参数，自动推演出模板形参类型，并自动生成相应的代码，这样就相对于上面使用函数重载方式，代码量就大大减少，因为编译器会帮助你推演出相应代码。
当上面处理left,right类型不同时，使用模板函数时就需要作如下处理：
template <typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test2()
{
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
//cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl; // 模板参数不匹配
cout<<IsEqual<int>(1,1.2)<< endl; // 显示实例化
cout<<IsEqual<double>(1,1.2)<< endl; // 显示实例化
}
那么我们就知道使用模板函数就要注意模板参数的匹配问题，你也可以使用显示实例化方式，强制处理这种情况的发生。要是你就是想要比较两种不同类型，那就需要重载函数模板，使它可以接受两种类型，下面就是重载之后的：
bool IsEqual (const int& left , const int& right)
{
return left == right;
}
template <typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
template <typename T1, typename T2>
bool IsEqual (const T1& left , const T2& right)
{
return left == right;
}
void test3()
{
cout<<IsEqual(1,1)<<endl;
cout<<IsEqual<int>(1,1)<< endl;
cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl;
}
模板类
/*模板类的格式*/
template<class name1, class name2, ...class namen>
class name
{ ... };
以前在处理顺序表时，要更改其中的data类型，往往是通过修改typedef int DataType ,来修改其存放的数据类型,那么现在就可以使用模板类来不需要手动去修改其类型，下面是使用模板类实现顺序表：
#include <string>
#include <cassert>
using namespace std;
template <class T>
class SeqList
{
public:
SeqList()
:_data(NULL)
,_size(0)
,_capacity(0)
{
CheakCapacity();
}
~SeqList()
{
if(_data != NULL)
{
delete[] _data;
}
}
public:
void PushBack(const T& d)
{
CheakCapacity();
_data[_size] = d;
_size++;
}
void PushFront(const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = _size;
for(i; i>0; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[i] = d;
_size++;
}
void PopBack()
{
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
_size--;
}
void PopFront()
{
int i = 0;
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
public:
void CheakCapacity()
{
if(_size == _capacity)
{
T* tmp = new T[_capacity+3];
memcpy(tmp, _data, (_capacity)*sizeof(T));
delete[] _data;
_data = tmp;
_capacity = _capacity+3;
}
}
void Display()
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
cout<<_data[i]<<" ";
}
cout<<"over"<<endl;
}
private:
T* _data;
int _size;
int _capacity;
};
void test4()
{
SeqList<int> L;
L.PushBack(1);
L.PushBack(2);
L.PushBack(3);
L.PushBack(4);
L.PushBack(5);
L.Display();
}
int main()
{
test4();
system("pause");
return 0;
}
结果：
当测试为下面test5()时：
void test5()
{
SeqList<string> L;
L.PushBack("11111111111");
L.PushBack("21111111111");
L.PushBack("31111111111");
L.PushBack("41111111111");
L.PushBack("51111111111");
L.PushBack("61111111111");
L.Display();
}
结果：
这为什么会崩溃呢？
因为使用memcpy()时：当我们拷贝的是基本类型时，只用拷贝所传递指针上的数据，如果是string类型呢，我们则需要在堆上开辟空间，所传递的指针如 果被直接复制，则有可能（vs下的string类型的实现原理是若字符串不长则以数组保存，若字符串过长，则通过指针在堆上开辟空间进行保存）出现同一地 址，析构两次这样的常见错误。
那么要解决上面的问题，就要使用c++中的类型萃取技术。
类型萃取是一种常用的编程技巧，其目的是实现不同类型数据面对同一函数实现不同的操作，它与类封装的区别是，我们并不用知道我 们所调用的对象是什么类型，类型萃取是编译后知道类型，先实现，而类的封装则是先定义类型，后实现方法。在这里我们可以用模板的特化实现其编程思想。
再来实现上面的顺序表：
#include <iostream>
#include <string>
#include <cassert>
using namespace std;
template <class T>
class SeqList
{
public:
SeqList()
:_data(NULL)
,_size(0)
,_capacity(0)
{
CheakCapacity();
}
~SeqList()
{
if(_data != NULL)
{
delete[] _data;
}
}
public:
void PushBack(const T& d)
{
CheakCapacity();
_data[_size] = d;
_size++;
}
void PushFront(const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = _size;
for(i; i>0; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[i] = d;
_size++;
}
void PopBack()
{
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
_size--;
}
void PopFront()
{
int i = 0;
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
public:
int Find(const T& d)
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
if(_data[i] == d)
{
return i;
}
}
return -1;
}
void Insert(int pos, const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = 0;
for(i=_size; i>pos; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[pos] = d;
_size++;
}
void Erase(int pos)
{
assert(pos>0);
assert(pos<_size);
int i = pos;
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
void Sort()
{
int i,j;
for(i=0; i<_size; i++)
{
for(j=0; j<_size-1-i; j++)
{
if(_data[j]>_data[j+1])
{
T tmp = _data[j];
_data[j] = _data[j+1];
_data[j+1] = tmp;
}
}
}
}
public:
void CheakCapacity()
{
if(_size == _capacity)
{
T* tmp = new T[_capacity+3];
if(TypeTraits<T>::isPODType().Get())
{
memcpy(tmp, _data, (_capacity)*sizeof(T));
}
else
{
for(int i=0; i<_size; i++)
{
tmp[i] = _data[i];
}
}
delete[] _data;
_data = tmp;
_capacity = _capacity+3;
}
}
void Display()
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
cout<<_data[i]<<" ";
}
cout<<"over"<<endl;
}
private:
T* _data;
int _size;
int _capacity;
};
struct FalseType
{
bool Get()
{
return false;
}
};
struct TrueType
{
bool Get()
{
return true;
}
};
template <class T>
struct TypeTraits
{
typedef FalseType isPODType;//内嵌型别
};
struct TypeTraits<char>
{
typedef TrueType isPODType;//内嵌型别
};
template<>
struct TypeTraits<int>
{
typedef TrueType isPODType;//内嵌型别
};/*还有许多基本类型没有显示写出来，bool，float，double...*/
void test6()
{
SeqList<string> L;
L.PushBack("11111111111");
L.PushBack("21111111111");
L.PushBack("31111111111");
L.PushBack("41111111111");
L.PushBack("51111111111");
L.PushBack("61111111111");
L.Display();
}
int main()
{
test6();
system("pause");
return 0;
}
结果：
模板总结
优点：
1. 模板复用了代码，节省资源，更快的迭代开发，C++的标准模板库(STL)因此而产生。
2. 增强了代码的灵活性。
缺点：
1. 模板让代码变得凌乱复杂，不易维护，编译代码时间变长。
2. 出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误。
类型萃取总结：
类型萃取技术可以大大加快代码的效率，也可以让思路变得更清晰。
要是上面在拷贝时，其实不用memcpy()也可以，只要将对象一个一个的拷贝，也是可行的，但程序的效率就会大大降低。
在调试的时候会让本人思路更加清晰。