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c++分離講解模板的概念與使用

 更新時(shí)間:2022年04月24日 15:29:39   作者:一起慢慢變強(qiáng)  
人們需要編寫多個(gè)形式和功能都相似的函數(shù),因此有了函數(shù)模板來減少重復(fù)勞動(dòng);人們也需要編寫多個(gè)形式和功能都相似的類,于是 C++ 引人了類模板的概念,編譯器從類模板可以自動(dòng)生成多個(gè)類,避免了程序員的重復(fù)勞動(dòng)

泛類編程

學(xué)習(xí)模板,首先我們需要了解一下什么是泛類編程

#include<iostream>
using namespace std;
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
double add(double a, double b)	//這兩個(gè)add構(gòu)成了函數(shù)重載
{
	return a + b;
}
int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	double c = 3;
	double d = 4;
	cout << add(a, b) << endl;	
	cout << add(c, d) << endl;	
	//假如我們想要實(shí)現(xiàn)不同類型變量的相加,可以創(chuàng)建不同的函數(shù),構(gòu)成函數(shù)重載來分別調(diào)用不同的函數(shù)
	return 0;
}

我們可以使用c++的函數(shù)重載來解決這個(gè)問題,但是函數(shù)重載本身就存在問題

1、函數(shù)重載僅僅類型不同,假如出現(xiàn)了新的類型,我們就需要重新寫新的函數(shù)重載,代碼的利用率低

2、代碼可維護(hù)性低,一個(gè)出錯(cuò)可能會(huì)導(dǎo)致所有函數(shù)重載出錯(cuò)

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

所以c++提供了一種模板來解決這個(gè)問題

模板本質(zhì)上:本來應(yīng)該由你寫的代碼,然后不想重復(fù)寫,你給了一個(gè)模板,編譯器通過模板,幫你生成了對(duì)應(yīng)的代碼

函數(shù)模板

函數(shù)模板的概念

函數(shù)模板代表了一個(gè)函數(shù)家族,該函數(shù)模板與實(shí)參無關(guān),當(dāng)函數(shù)被使用時(shí)候會(huì)被實(shí)參初始化,從而產(chǎn)生不同的函數(shù)類型

函數(shù)模板的使用

函數(shù)模板的格式:

template<typename T1, typename T2, ......, typename Tn>	//函數(shù)模板的參數(shù)不止一個(gè),可以有很多參數(shù)
//返回值類型 函數(shù)名(參數(shù)列表) {}

函數(shù)模板的使用: 

template<typename T>	//也可以用<class T>,效果和<typename T>一樣,但是不能用struct
T add(T x, T y)
{
	return x + y;
}

注意:typename是函數(shù)模板的關(guān)鍵字,也可以使用class,但是不能使用struct

函數(shù)模板的實(shí)例化

當(dāng)我們用不同的參數(shù)使用函數(shù)模板時(shí),就稱為函數(shù)模板的初始化

函數(shù)模板的實(shí)例化有兩種:

1、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)

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T>	
T add(T x, T y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 3, d = 4;
	cout << add(a, b) << endl;	//使用了隱式實(shí)例化,由編譯器自動(dòng)推演實(shí)例化參數(shù)類型
	return 0;
}

2. 顯式實(shí)例化(在函數(shù)名后的<>中指定模板參數(shù)的實(shí)際類型)

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T>	
T add(T x, T y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 3, d = 4;
	cout << add<int>(a, c) << endl;	
	//由于a和c的類型不同,所以我們必須使用顯示實(shí)例化,即函數(shù)名后面<type>括號(hào)中加上你想要實(shí)例化的類型
	return 0;
}

函數(shù)模板的匹配原則

1、模板模板可以和一個(gè)同名非函數(shù)模板同時(shí)存在 

2、假如模板函數(shù)和非模板函數(shù)同名,編譯器會(huì)選擇一個(gè)更匹配的類型進(jìn)行使用

#include<iostream>
using namespace std;
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
template<typename T>	
T add(T x, T y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 3, d = 4;
	cout << add(a, b) << endl;	//因?yàn)閍,b是整型,所以會(huì)調(diào)用非函數(shù)模板,因?yàn)橛卸际钦蛥?shù)的非函數(shù)模板
	return 0;
}

3、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

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T>	
T add(T x, T y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 3, d = 4;
	cout << add(a, (int)c) << endl;	
	return 0;
}

假如我們要使用函數(shù)模板的add,需顯示實(shí)例化add,或者將c強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,函數(shù)模板不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換,因?yàn)樗恢酪绾无D(zhuǎn)換的

類模板

類模板的定義格式

類模板的定義格式:

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 類模板名
{
// 類內(nèi)成員定義
};
template<class T>	//創(chuàng)建類模板
class Date
{
public:
	void init();
private:
	int _year;
};
template<class T>	//假如我們需要在類模板的類外面定義函數(shù),需要添加模板列表
Date<int>init()	//還需要在類名后面<>中添加模板參數(shù)列表
{
	_year = 0;
}

類模板的實(shí)例化

//Date是類名,Date<int>是類型
Date<int> d;	//類模板的實(shí)例化需要在類模板名的后面<>中添加想要實(shí)例化的類型

到此這篇關(guān)于c++分離講解模板的概念與使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++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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