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C++ 初识模板

發(fā)布時(shí)間：2025/3/19 c/c++ 42 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 C++ 初识模板小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

泛型編程

函數(shù)模板

類模板

非類型模板參數(shù)

泛型編程

若我們要寫一個(gè)swap交換函數(shù)，當(dāng)交換的兩個(gè)變量為int型，swap函數(shù)的參數(shù)類型為int；當(dāng)交換的兩個(gè)變量為double型，那么就要重載一個(gè)swap函數(shù)，參數(shù)變?yōu)閐ouble型。若出現(xiàn)新類型時(shí)，就需要增加對(duì)應(yīng)的函數(shù)。這樣就使得代碼的可維護(hù)性變低，一出錯(cuò)可能所有的重載均出錯(cuò)。

要解決上面這個(gè)問(wèn)題我們就要用到一種手段：模板。

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

模板又分為：函數(shù)模板、類模板。

函數(shù)模板

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(wú)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。

格式為：

? ? ? ? ? ? template<typename T1,....typename T2,typename T3>?（typename可以換為class，但不能使用struct代替class）

? ? ? ? ? ? 返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表){}

//模板并不是函數(shù)，是編譯器用使用方式產(chǎn)生的具體類型函數(shù)的摸具 //編譯階段，編譯器根據(jù)傳入的實(shí)參類型來(lái)推演生成相對(duì)應(yīng)的函數(shù)。 template<class T> void swap(T& a,T& b) {T tmp = a;a = b;b = tmp; } int main() {int a=0, b=1;double c=2.2, d=3.3;swap(a,b);swap(c,d); //兩者沒(méi)有調(diào)同一個(gè)swap，仍舊存在兩個(gè)swap,由編譯器生成 }

函數(shù)模板的實(shí)例化就是用不同類型的參數(shù)使用函數(shù)模板。它又分為：隱式實(shí)例化、顯示實(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。

上述例子中若加一句 swap（a, c），這是不能通過(guò)編譯的。因?yàn)榫幾g期間，編譯器看到該實(shí)例化時(shí)，需要推演其實(shí)參類型。通過(guò)a將T推演為int，通過(guò)c將T推演為double，但模板參數(shù)列表只有一個(gè)T，所以編譯器無(wú)法確定T的類型而報(bào)錯(cuò)。

如果非要執(zhí)行這句代碼，那要怎么辦呢？

? ? ?1.強(qiáng)轉(zhuǎn)：swap（a, (int)c）;

? ? ?2.使用? 顯示實(shí)例化

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

上面的那句代碼就可以改為：swap<int>（a, c）;

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

函數(shù)模板的匹配原則：

1.一個(gè)非模板函數(shù)可以和一個(gè)同名參數(shù)模板同時(shí)存在，而且該函數(shù)模板可以被實(shí)例化為這個(gè)非函數(shù)模板

2.如果非模板函數(shù)和模板函數(shù)條件相同，優(yōu)先使用非模板函數(shù)，如果模板函數(shù)可以產(chǎn)生一個(gè)更好的匹配函數(shù)，那將選擇模板

3.顯示指定一個(gè)空的模板實(shí)參列表，該語(yǔ)法告訴編譯器自由模板才能匹配這個(gè)調(diào)用，而且所有的模板參數(shù)都應(yīng)該根據(jù)實(shí)參演繹出來(lái)

4. 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

看看下面的測(cè)試代碼：

// 1.專門處理int的加法函數(shù) int Add(int left, int right) { return left + right; }// 2.通用加法函數(shù) template<class T> T Add(T left, T right) { return left + right; }// 3.通用加法函數(shù) template<class T1, class T2> T1 Add(T1 left, T2 right) { return left + right; }void Test() { Add(1, 2); // 調(diào) 1Add<int>(1, 2); // 調(diào) 2Add(1, 2.0); // 調(diào) 3 Add<>(1, 2); // 調(diào) 2 }

類模板

? ? ? ? 格式：

template<class T1,class T2,……class Tn> class 模板名 {//類成員變量 }

? ? ? ? 例：

//實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)順序表 //Vector不是具體的類，是編譯器根據(jù)被實(shí)例化的類型生成具體類的模具template<class T> class Vector { private:T * _pdata;int _size;int _capacity;public:Vector(size_t capacity):_pdata(new T[capacity]), _size(0), _capacity(capacity){}void PushBack(const T& data) { _pData[_size++] = data; }void popback(){--_size;}~Vector(); };// 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;} }

類模板的實(shí)例化 ：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。

例：

Vector<int> s1；

Vector<double> s2;?

非類型模板參數(shù)

就是用一個(gè)常量作為類(函數(shù))模板的一個(gè)參數(shù)，在類(函數(shù))模板中可將該參數(shù)當(dāng)成常量來(lái)使用。

template<class T, size_t N = 10> class Array { private: T _array[N]; size_t _size; }；

注意：

1. 大部分非類型模板參數(shù)都是整形，浮點(diǎn)數(shù)、類對(duì)象以及字符串不能作為非類型模板參數(shù)的。

2. 非類型的模板參數(shù)必須在編譯期就能確認(rèn)結(jié)果。
?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 初识模板的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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