1. 泛型編程

如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的交換函數(shù)？
在C++中可以用到函數(shù)重載

class A
{
public:
 void Swap(int& x1,int& x2)
 {
  int temp=x1;
  x1=x2;
  x2=temp;
 }

 void Swap(double& x1,double& x2)
 {
  double temp=x1;
  x1=x2;
  x2=temp;
 }
 
 void Swap(char& x1,char& x2)
 {
  char temp=x1;
  x1=x2;
  x2=temp;
 }
 
 //..............
};

但是這樣寫有幾個(gè)缺點(diǎn)：

• 重載的函數(shù)僅僅只是類型不同，代碼的復(fù)用率比較低，只要有新類型出現(xiàn)時(shí)，就需要增加對(duì)應(yīng)的函數(shù)
• 代碼的可維護(hù)性比較低，一個(gè)出錯(cuò)可能所有的重載均出錯(cuò)
  

那么能否告訴編譯器一個(gè)摸子，讓編譯器根據(jù)不同類型利用該摸子來生成代碼呢？

泛型編程：編寫與類型無關(guān)的通用代碼，是代碼復(fù)用的一種手段，模板是泛型的基礎(chǔ)。

2. 函數(shù)模板

2.1 函數(shù)模板概念

函數(shù)模板代表了一個(gè)函數(shù)家族，該函數(shù)模板與類型無關(guān)，在使用時(shí)被參數(shù)化，根據(jù)實(shí)參類型產(chǎn)生函數(shù)的特定類型版本。

2.2 函數(shù)模板格式化

template<typename T1,typename T2,......,typename Tn>

返回類型 函數(shù)名（參數(shù)列表）{}

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

注意：typename是用來定義模板參數(shù)關(guān)鍵字，也可以使用class(切記：不能使用struct代替class)

2.3 函數(shù)模板原理

函數(shù)模板是一個(gè)藍(lán)圖，它本身并不是函數(shù)，是編譯器用使用方式產(chǎn)生特定具體類型函數(shù)的模具。所以其實(shí)模板就是將本來應(yīng)該我們做的重復(fù)的事情交給了編譯器

在編譯器編譯階段，對(duì)于模板函數(shù)的使用，編譯器需要根據(jù)傳入的實(shí)參類型來推演生成對(duì)應(yīng)類型的函數(shù)以供調(diào)用。比如：當(dāng)用double類型使用函數(shù)模板時(shí)，編譯器通過對(duì)實(shí)參類型的推演，將T確定為double類型，然后產(chǎn)生一份專門處理double類型的代碼，對(duì)于字符類型也是如此。

2.4 函數(shù)模板實(shí)例化

用不同類型的參數(shù)使用函數(shù)模板時(shí)，稱為函數(shù)模板的實(shí)例化。模板參數(shù)實(shí)例化分為：隱式實(shí)例化和顯式實(shí)例化。

• 隱式實(shí)例化：讓編譯器根據(jù)實(shí)參推演模板參數(shù)的實(shí)際類型
  

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);
    Add(a,(int)b);
    return 0;
}

• 顯示實(shí)例化：在函數(shù)名后<>中指定模板參數(shù)的實(shí)際類型
  

int main(void)
{
    int a = 10;
    double b = 20.0;
 
    // 顯式實(shí)例化
    Add<int>(a, b);
    return 0;
}

如果類型不匹配，編譯器會(huì)嘗試進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換，如果無法轉(zhuǎn)換成功編譯器將會(huì)報(bào)錯(cuò)。

2.5 模板參數(shù)的匹配原理

• 一個(gè)非模板函數(shù)可以和一個(gè)同名的函數(shù)模板同時(shí)存在，而且該函數(shù)模板還可以被實(shí)例化為這個(gè)非模板函數(shù)
• 對(duì)于非模板函數(shù)和同名函數(shù)模板，如果其他條件都相同，在調(diào)動(dòng)時(shí)會(huì)優(yōu)先調(diào)用非模板函數(shù)而不會(huì)從該模板產(chǎn)生出一個(gè)實(shí)例。如果模板可以產(chǎn)生一個(gè)具有更好匹配的函數(shù)， 那么將選擇模板
• 模板函數(shù)不允許自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，但普通函數(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換
  

3. 類模板

在學(xué)習(xí)C語言中，我們寫一個(gè)順序表的時(shí)候會(huì)先用

typedef int ST ;

但是在實(shí)際用的時(shí)候無法又用int又用double又用char，所以在C++中就有了類模板。

3.1 類模板的定義格式

類模板的格式：

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 類模板名
{
 // 類內(nèi)成員定義
}; 

跟函數(shù)模板沒有什么區(qū)別

在寫順序表的時(shí)候：

template<class T>
class Vector
{ 
public :
    Vector(size_t capacity = 10)
    : _pData(new T[capacity])
    , _size(0)
    , _capacity(capacity)
   {}
   
   // 使用析構(gòu)函數(shù)演示：在類中聲明，在類外定義。
   ~Vector();
   
private:
   T* _pData;
   size_t _size;
   size_t _capacity;
};

// 注意：類模板中函數(shù)放在類外進(jìn)行定義時(shí)，需要加模板參數(shù)列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
    if(_pData)
    delete[] _pData;
    _size = _capacity = 0;
}

3.2 類模板的實(shí)例化

類模板實(shí)例化與函數(shù)模板實(shí)例化不同，類模板實(shí)例化需要在類模板名字后跟<>，然后將實(shí)例化的類型放在<>中即可，類模板名字不是真正的類，而實(shí)例化的結(jié)果才是真正的類。

// Vector類名，Vector<int>才是類型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;

到此這篇關(guān)于C++ 函數(shù)模板和類模板詳情的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 函數(shù)模板和類模板內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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