C++模板 —— 万字带你了解C++模板（蓝桥杯算法比赛必备知识STL基础）
目錄
?
模板的概念
函數模板?
?????????函數模板的作用：
函數模板的語法：
解釋：
示例：
總結：
函數模板注意事項
注意事項：
示例：
總結：
?函數模板案例
案例描述：
示例：
普通函數與函數模板的區別
總結：
普通函數與函數模板的調用規則
調用規則如下：
示例：
模板的局限性（函數模板的第二種實現）
類模板
類模板基礎語法?
語法：
解釋：
示例：
類模板與函數模板的區別
問題引出（一）
問題引出（二）
類模板中成員函數調用時機
添加測試代碼：
總結：
類模板對象做函數參數
類模板與繼承
示例：
類模板成員函數類外實現
類模板與友元
模板的概念
模板就是我們建立的通用的模具，用來提高代碼的復用性。
生活中最經典的就是證件照模板了
?上面模板的特點：
-
模板不可以直接使用，它只是一個框架（不可能拿一個照片模板交給領導或者老師吧，得有你自己的“信息”）
-
模板的通用并不是萬能的
函數模板?
- ?C++的另一種編程思想——泛型編程，利用的主要就是模板。
- C++提供兩種模板機制:函數模板和類模板
函數模板的作用：
? ? ? ? 建立一個通用函數，其函數返回值類型和形參類型不具制定，用一個虛擬類型代替。
函數模板的語法：
//template告訴編譯器，要開始寫模板了 //typename或者class都可以 //T是虛擬類型 template<typename T> 函數聲明或定義解釋：
template --- 聲明創建模板
typename --- 表面其后面的符號是一種數據類型，可以用class代替
T --- 通用的數據類型，名稱可以替換，通常為大寫字母
示例：
//交換整型函數 void swapInt(int &a,int &b){int temp = 0;a = b;b = temp; }//交換浮點型函數 void swapDouble(double &a,double &b){double temp = a;a = b;b = temp; }//利用函數模板提供通用的交換函數 template<tyoename T> void mySwap(T &A,T &b) {T temp = a;a = b;b = temp; }void test01() {int a = 10;int b = 20;//swapInt(a, b);//利用模板實現交換//1、自動類型推導mySwap(a, b);//2、顯示指定類型mySwap<int>(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0; }總結：
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函數模板利用關鍵字 template
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使用函數模板有兩種方式：自動類型推導、顯示指定類型
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模板的目的是為了提高復用性，將類型參數化
函數模板注意事項
注意事項：
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自動類型推導，必須推導出一致的數據類型T,才可以使用
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模板必須要確定出T的數據類型，才可以使用（函數中沒有用到T的話，就只能自己寫了）
示例：
//利用模板提供通用的交換函數 template<class T> //typename可以替換成class void mySwap(T& a, T& b) {T temp = a;a = b;b = temp; }// 1、自動類型推導，必須推導出一致的數據類型T,才可以使用 void test01() {int a = 10;int b = 20;char c = 'c';mySwap(a, b); // 正確，可以推導出一致的T//mySwap(a, c); // 錯誤，推導不出一致的T類型 }// 2、模板必須要確定出T的數據類型，才可以使用 template<class T> void func() {cout << "func 調用" << endl; }void test02() {//因為函數體中沒有用到T，所以自動類型推導也不知道怎么推導了//func(); //錯誤，模板不能獨立使用，必須確定出T的類型func<int>(); //利用顯示指定類型的方式，給T一個類型，才可以使用該模板 }int main() {test01();test02();system("pause");return 0; }總結：
-
使用模板時必須確定出通用數據類型T，并且能夠推導出一致的類型
?函數模板案例
案例描述：
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利用函數模板封裝一個排序的函數，可以對不同數據類型數組進行排序
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排序規則從大到小，排序算法為選擇排序
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分別利用char數組和int數組進行測試
示例：
//交換函數模板 template<class T> void mySwap(T& a, T& b) {T temp = a;a = b;b = temp; }//排序算法 template<class T> void mySort(T arr[] , int len) {for (int i = 0; i < len ; i++) {int max = i; //先隨便找一個設為最大值for (int j = i + 1; j < len; j++){if (arr[max] < arr[j])//更新下標max = j;}if (max != i){//交換max和i下標的元素mySwap(arr[max],arr[i]);}} }//提供打印數組模板 template<class T> void printArray(T arr[], int len) {for (int i = 0; i < len; i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl; }void test01() {//測試char數組char charArr[] = "bcfac";int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);mySort(charArr, num);printArray(charArr , num); }void test02() {//測試int數組int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);mySort(intArr, num);printArray(intArr, num); }int main() {test01();test02();system("pause");return 0; }如果上面這些程序你都實現了，那么你一定會對模板深有體會，模板大大提高了代碼復用，需要熟練掌握
普通函數與函數模板的區別
普通函數與函數模板區別：
-
普通函數調用時可以發生自動類型轉換（隱式類型轉換）
-
函數模板調用時，如果利用自動類型推導，不會發生隱式類型轉換
-
如果利用顯示指定類型的方式，可以發生隱式類型轉換
總結：
????????建議使用顯示指定類型的方式，調用函數模板，因為可以自己確定通用類型T
普通函數與函數模板的調用規則
調用規則如下：
如果函數模板和普通函數都可以實現，優先調用普通函數
可以通過空模板參數列表來強制調用函數模板
函數模板也可以發生重載
如果函數模板可以產生更好的匹配,優先調用函數模板
簡單來說就是，函數模板里面，同名普通函數（只有聲明也成立，只是會報錯🤣）優先調用，同時函數模板也是可以重載的。
示例：
//普通函數與函數模板調用規則 void myPrint(int a, int b) {cout << "調用的普通函數" << endl; }template<typename T> void myPrint(T a, T b) { cout << "調用的模板" << endl;//函數模板重載 template<typename T> void myPrint(T a, T b, T c) { cout << "調用重載的模板" << endl; }void test01() {//1、如果函數模板和普通函數都可以實現，優先調用普通函數// 注意 如果告訴編譯器 普通函數是有的，但只是聲明沒有實現，或者不在當前文件內實現，就會報錯找不到int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b); //調用普通函數//2、可以通過空模板參數列表來強制調用函數模板myPrint<>(a, b); //調用函數模板//3、函數模板也可以發生重載int c = 30;myPrint(a, b, c); //調用重載的函數模板//4、 如果函數模板可以產生更好的匹配,優先調用函數模板char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2); //調用函數模板 }int main() {test01();system("pause");return 0; }其實我們提供函數模板了，就盡量不要再寫普通函數了，不然會出現二義性的。
模板的局限性（函數模板的第二種實現）
函數模板并不是萬能的，有些特定數據類型，需要用具體化方式做特殊實現。
只有C++內置的數據類型可以直接使用前面學到的函數模板，自定義數據類型往往不能實現。
#include<iostream> using namespace std;#include <string>class Person { public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age; };//普通函數模板 template<class T> bool myCompare(T& a, T& b) {if (a == b){return true;}else{return false;} }//具體化，顯示具體化的原型和定意思以template<>開頭，并通過名稱來指出類型 //具體化優先于常規模板 template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2) {if ( p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age){return true;}else{return false;} }void test01() {int a = 10;int b = 20;//內置數據類型可以直接使用通用的函數模板bool ret = myCompare(a, b);if (ret){cout << "a == b " << endl;}else{cout << "a != b " << endl;} }void test02() {Person p1("Tom", 10);Person p2("Tom", 10);//自定義數據類型，不會調用普通的函數模板//可以創建具體化的Person數據類型的模板，用于特殊處理這個類型bool ret = myCompare(p1, p2);if (ret){cout << "p1 == p2 " << endl;}else{cout << "p1 != p2 " << endl;} }int main() {test01();test02();system("pause");return 0; }如上，利用具體化的模板，可以解決自定義類型的通用化。
類模板
類模板和函數模板的區別在于模板聲明下面加的是類還是函數。
類模板基礎語法?
語法：
template<typename T> 類解釋：
template --- 聲明創建模板
typename --- 表面其后面的符號是一種數據類型，可以用class代替
T --- 通用的數據類型，名稱可以替換，通常為大寫字母
示例：
//類模板 // 流程：//class后面緊跟著的就是通用數據類型（如果成員中需要兩個，就用逗號分隔寫兩個）//然后test01()中，在傳入的時候，用模板參數列表給這里的兩個..Type傳值//后面的兩個數據"猴哥",500；是給有參構造里面的name和age傳值//最后調用showPerson輸出 template<class NameType,class AgeType> class Person { public://寫構造函數賦初值Person(NameType name, AgeType age){this->m_Age = age;this->m_Name = name;}void showPerson(){cout << "name:" << this->m_Name << "age:" << this->m_Age << endl;}//兩個類型不一樣，需要兩個模板數據類型NameType m_Name;AgeType m_Age; };void test01() { //將類型參數化Person<string, int> p("猴哥",500);//后兩個數據是實參，傳給有參構造p.showPerson(); }int main() {test01();system("pause");return 0; }類模板與函數模板的區別
問題引出（一）
現在我們對上節示例稍微進行一下改動，把我們的顯示類型聲明給去掉。報錯
所以類模板是沒有自動類型推導的。
問題引出（二）
看這里，我沒有聲明傳入int型，但是也能實現，你猜是為什么？
?
?原來，我在前面加了點“小料”。
我在聲明模板的時候直接把AgeTyoe = int了，后面傳進去的時候就不需要說是int型了。
所以這就是類模板在模板參數列表中可以有默認參數。
類模板中成員函數調用時機
//類模板中成員函數創建時機 //類模板中成員函數在調用時才去創建 class Person1 { public:void showPerson1() {cout << "showPerson1函數調用" << endl;} }; class Person2 { public:void showPerson2() {cout << "showPerson2函數調用" << endl;} };//類模板 template<class T> class MyClass { public:T obj;//類模板中的成員函數void func1() {obj.showPerson1();}void func2() {obj.showPerson2();} };int main() {system("pause");return 0; }這里沒有調用類模板里面的成員函數，運行發現成功了。
這兩個成員函數fuc1，func2只要不調用就不會創建，因為編譯器不知道類模板里面的obj是什么類型的。
添加測試代碼：
void test01() {MyClass<Person1>m;m.func1();m.func2(); }調用測試運行結果：
我們調用成員函數func1，func2，就可以確定obj就是Person1的數據類型，Person1沒有showPerson2成員函數，所以會報錯。
總結：
????????類模板中的成員函數并不是一開始就創建的，在調用時才去創建
類模板對象做函數參數
一共有三種傳入方式：
指定傳入的類型 --- 直接顯示對象的數據類型
參數模板化 --- 將對象中的參數變為模板進行傳遞
整個類模板化 --- 將這個對象類型 模板化進行傳遞
類模板與繼承
當類模板碰到繼承時，需要注意一下幾點：
-
當子類繼承的父類是一個類模板時，子類在聲明的時候，要指定出父類中T的類型
-
如果不指定，編譯器無法給子類分配內存
-
如果想靈活指定出父類中T的類型，子類也需變為類模板
示例：
template<class T> class Base {T m; };//class Son:public Base //錯誤，c++編譯需要給子類分配內存，必須知道父類中T的類型才可以向下繼承 class Son :public Base<int> //必須指定一個類型 { }; void test01() {Son c; }//類模板繼承類模板 ,可以用T2指定父類中的T類型 template<class T1, class T2>//想要靈活的指定父類中的T類型，子類也需要變成類模板 class Son2 :public Base<T2> { public:Son2(){cout << typeid(T1).name() << endl;cout << typeid(T2).name() << endl;} };void test02() {Son2<int, char> child1; }int main() {test01();test02();system("pause");return 0; }類模板成員函數類外實現
類模板中成員函數類外實現時，需要加上模板參數列表。?
#include <string>template<class T1, class T2> class Person { public://成員函數類內聲明Person(T1 name, T2 age);void showPerson();public:T1 m_Name;T2 m_Age; };//構造函數 類外實現 template<class T1, class T2> Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age; }//成員函數 類外實現 template<class T1, class T2> void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年齡:" << this->m_Age << endl; }void test01() {Person<string, int> p("Tom", 20);p.showPerson(); }int main() {test01();system("pause");return 0; }類模板與友元
全局函數類內實現 - 直接在類內聲明友元即可
全局函數類外實現 - 需要提前讓編譯器知道全局函數的存在
#include <string>//2、全局函數配合友元 類外實現 - 先做函數模板聲明，下方在做函數模板定義，在做友元 template<class T1, class T2> class Person;//如果聲明了函數模板，可以將實現寫到后面，否則需要將實現體寫到類的前面讓編譯器提前看到 //template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p) {cout << "類外實現 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年齡：" << p.m_Age << endl; }template<class T1, class T2> class Person {//1、全局函數配合友元 類內實現friend void printPerson(Person<T1, T2> & p){cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年齡：" << p.m_Age << endl;}//全局函數配合友元 類外實現friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);public:Person(T1 name, T2 age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}private:T1 m_Name;T2 m_Age;};//1、全局函數在類內實現 void test01() {Person <string, int >p("Tom", 20);printPerson(p); }//2、全局函數在類外實現 void test02() {Person <string, int >p("Jerry", 30);printPerson2(p); }int main() {//test01();test02();system("pause");return 0; }總結
以上是生活随笔為你收集整理的C++模板 —— 万字带你了解C++模板（蓝桥杯算法比赛必备知识STL基础）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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