C++學(xué)習(xí)之函數(shù)模板的使用詳解
C++函數(shù)模板
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b) { T temp; temp = a; a = b; b = temp; }
在使用模板函數(shù)時(shí),編譯器根據(jù)實(shí)際的類型生成相應(yīng)的函數(shù)定義。
重載的模板
并非所有的類型都使用相同的算法,可以像重載常規(guī)函數(shù)那樣重載模板函數(shù)定義。
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b); //#1 template<typename T> void Swap(T *a ,T *b,int n);//#2 最后一個(gè)參數(shù)是具體類型 int main() { int i =10,j=20; Swap(i,j);//使用#1 const int Lim = 8; int d1[Lim]={0,1,2,3,4,5,6,7}; int d2[Lim]={7,6,5,4,3,2,1,0}; Swap(d1,d2,Lim);//使用#2 } template<typename T> void Swap(T &a ,T &b) { T temp; temp = a; a = b; b = temp; } template<typename T> void Swap(T *a ,T *b,int n) { T temp; for(int i=0;i<n;i++) { temp =a[i]; a[i]=b[i]; b[i]=temp; } }
模板局限性
某些時(shí)候,類型T的相應(yīng)操作只適用于數(shù)組,如果T為結(jié)構(gòu)體則模板函數(shù)便不成立
同樣,如if(a>b)
,如果T為結(jié)構(gòu),則>便不成立
解決方案:
- 重載運(yùn)算符號(hào)
- 為特定類型提供具體化模板定義
顯示具體化
當(dāng)編譯器找到與函數(shù)調(diào)用匹配的具體化定義時(shí),將使用該定義,不再尋找模板。
- 對(duì)于給定的函數(shù)名,可以有非模板函數(shù)、模板函數(shù)和顯示具體化模板函數(shù)以及各自的重載版本。
- 顯示具體化的原型和定義以
template<>
開頭,并通過(guò)名稱來(lái)指出類型 - 調(diào)用順序是:非模板函數(shù)>具體化模板函數(shù)>模板函數(shù)
void Swap(job& ,job&); template <typename T> void Swap(T&,T&); template<> void Swap<job>(job& ,job&);//顯示具體化 //Swap<job>中<job>是可選的,因?yàn)楹瘮?shù)的參數(shù)類型表明,這是job的一個(gè)具體化,所以也可以這樣寫: template<> void Swap(job& ,job&);
實(shí)例化和具體化
注意:函數(shù)模板并不會(huì)生成函數(shù)定義,他只是生成一個(gè)用于生成函數(shù)定義的方案,編譯器使用模板為特定的類型生成函數(shù)定義時(shí),得到的是模板實(shí)例。
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b); int a =10,b=20; Swap(a,b);//因?yàn)樘峁┝薸nt類型的參數(shù),所以自動(dòng)生成了int類型的模板實(shí)例。這樣是==隱式實(shí)例化== //也可以直接命令編譯器創(chuàng)建特定的實(shí)例 //顯示實(shí)例化 template void Swap<int>(int &,int &);//使用Swap()模板生成int類型的函數(shù)定義 //顯示具體化 template<> void Swap<int>(int& ,int&); template<> void Swap(int& ,int&); //區(qū)別在于:具體化是不使用Swap()模板函數(shù)生成函數(shù)定義,而是使用專門為int類型顯示定義的函數(shù)定義 //簡(jiǎn)單的理解,具體化是對(duì)函數(shù)的聲明,而實(shí)例化是對(duì)模板函數(shù)的使用
template<typename T> T Add(T a,T b) { return a+b; } int m=6; double x=10.5; Add<double>(x,m); //與Add(x,m)不匹配,因?yàn)橐粋€(gè)是int一個(gè)是double //通過(guò)Add<double>實(shí)例化,可強(qiáng)制將m轉(zhuǎn)為double //但是同樣的對(duì)Swap便不能成功,因?yàn)镾wap中使用的是引用類型 Swap<double>(m,x);//double& 不能指向int
//使用案例 template <typename T> void Swap(T &,T &); template<> void Swap<job>(job&,job&);//具體化 int mian() { template void Swap<char>(char& ,char&); short a,b; Swap(a,b);//隱式實(shí)例化 job n,m; Swap(n,m);//顯示具體化 char g,h; Swap(g,h);//顯示實(shí)例化 }
模板函數(shù)類型的確定
template<class T1,class T2> void fun(T1 x,T2 y) { ?type? s=x+y; //因?yàn)槭悄0搴瘮?shù),此時(shí)?type?類型不確定 }
C++11增加decltype
關(guān)鍵字
template<class T1,class T2> void fun(T1 x,T2 y) { decltype(x+y) s=x+y; //s類型與x+y的類型一致 }
使用decltype(expression) var
的步驟:
1.如果expression沒(méi)有用括號(hào)括起來(lái),則var與expression類型相同,包括const等限定符
double x =5.5; double& z =x; const double* pd; decltype(x) w; //w為double類型 decltype(z) u; //u為double& 類型 decltype(pd) v; //v為const double* 類型
2.如果expression是一個(gè)函數(shù)調(diào)用,則var與返回值類型相同。并不會(huì)實(shí)際調(diào)用函數(shù),編譯器通過(guò)查看原型來(lái)確定返回值類型
3.如果expression是一個(gè)左值,則var為指向其類型的引用。常見的情況如下:
double x = 4.5; decltype((x)) r = x;//r是double&類型 decltype(x) r = x;//r是double類型 //括號(hào)不會(huì)改變expression的值和左值性 //可理解為加括號(hào)僅僅是decltype聲明引用的一種方式
4.如果前3條都不滿足,則var與expression類型相同
int j=3; int &k=j; int &n=j; decltype(j+6) x; //x是int decltype(k+n) y;//y是int ,雖然k和n是引用,但是k+n不是引用是2個(gè)int的和
如果多次聲明,可以結(jié)合typedef
和decltype
typedef decltype(x+y) xytype; xytype z = x+y; xytype arr[10];
但是某些需定義返回值類型的函數(shù)模板任然不能得到解決,如:
template<class T1,class T2> ?type? fun(T1 x,T2 y) //此時(shí)無(wú)法確定類型 { return x+y; }
C++新增語(yǔ)法auto h(int x,float y) -> double
,這稱為后置返回類型,auto是一個(gè)占位符
template<class T1,class T2> auto fun(T1 x,T2 y)->decltype(x+y) //后置類型使用decltype { return x+y; }
到此這篇關(guān)于C++學(xué)習(xí)之函數(shù)模板的使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++函數(shù)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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