C++基本用法實踐之模板詳解

更新時間：2023年07月17日 11:24:53 作者：寡人正在Coding

C++的模板是泛型編程思想的一種實現(xiàn)，模板不光支持函數(shù)模板，還有類模板等，本文主要來和大家聊聊C++中模板的相關用法，需要的可以參考一下

概述

C++的模板是泛型編程思想的一種實現(xiàn)。C++是強類型語言，處處強調類型。同樣的加法運算，int和float的加法運算需定義兩個函數(shù)（重載），而使用模板則可以只用一個函數(shù)（見下面示例）。

這類似我們面向對象所說的多態(tài)（定義加法運算，各個類型有不同的實現(xiàn)），所以是所謂靜多態(tài)的一種實現(xiàn)方式，不同的是，模板在編譯期展開生成int和float兩個加法函數(shù)，如：

template<class T>
T add(T a, T b)
{
  return a + b;
}
int v1 = add<int>(1, 2);
// 不顯式聲明模板參數(shù)類型，編譯器會試圖推斷
float v2 = add(1.5f, 2.5f);
/*
實際上編譯器生成了兩個函數(shù)
int add<int>(int a, int b)
float add<float>(float a, float b)
*/

模板不光支持函數(shù)模板，還有類模板等，思想是一樣的（詳情見下面例子）。

模板還有一些特性機制如：模板特化，SFINAE（substitution failure is not an error 替換而非錯誤），變長參數(shù)模板等，另外模板在元編程中也是十分重要的組成部分，我對元編程沒有太多實踐，讀者有興趣可以自行搜索。

用法舉例

參考測試項目ModernCppTest/modrenc_template.cpp主要內容：

函數(shù)模板&Lambda函數(shù)模板
類模板
別名模板
變量模板
值（枚舉）作為模板參數(shù)（其實int類型也可以）
模板特化
變長參數(shù)模板
模板函數(shù)的完美轉發(fā)

#include "ModernCppTestHeader.h"
namespace n_template{
	template <class T>
	void template_func(T t)
	{
		LOG_VAR(t);
	}
	template <class T>
	class Number
	{
	public:
		T v;
		Number(T v) : v(v)
		{
			LOG_VAR(v);
		}
	};
	template <class T>
	constexpr T pi = T(3.1415926f);
	template <int INTVAL>
	void log_template_int_value()
	{
		LOG_VAR(INTVAL);
	}
	enum class EAnim : int {
		Other = 0,
		Cat = 1,
		Dog = 2,
	};
	template<EAnim Ty>
	class Anim
	{
	public:
		void Bark() { LOG("默認：動物叫"); }
	};
	template<>
	class Anim<EAnim::Dog>
	{
	public:
		void Bark() { LOG("狗：汪汪！"); }
	};
	template<>
	class Anim<EAnim::Cat>
	{
	public:
		void Bark() { LOG("貓：喵喵！"); }
	};
	// 注意遞歸基
	void log_values()
	{
		LOG("展開結束");
	}
	template<class T, class... ARGS>
	void log_values(T value, ARGS... args)
	{
		LOG(value);
		log_values(args...);
	}
	template<class T>
	void func_plus(T&& a)
	{
		auto v = a;
		LOG("func_plus v = " << a);
	}
	template<class T, class... ARGS>
	void func_plus(T&& a, T&& b, ARGS... args)
	{
		func_plus(a + b, std::forward<ARGS>(args)...);
	}
	template<class T>
	void func_mul(T&& a)
	{
		auto v = a;
		LOG("func_mul v = " << a);
	}
	template<class T, class... ARGS>
	void func_mul(T&& a, T&& b, ARGS... args)
	{
		func_mul(a + b, std::forward<ARGS>(args)...);
	}
	template <class... ARGS>
	void call_func(const std::string& name, ARGS&&... args)
	{
		if (name == "plus")
			func_plus(std::forward<ARGS>(args)...);
		else if (name == "mul")
			func_mul(std::forward<ARGS>(args)...);
		else
			LOG("Unknown function name: " << name);
	}
}
template<typename T>
using Num = n_template::Number<T>;
void template_test()
{
	LOG_FUNC();
	LOG_TAG(" 函數(shù)模板 ");
	{
		n_template::template_func(1);
		n_template::template_func(1.25f);
		LOG("Lambda 函數(shù)模板");
		auto f = []<class T> (T t) { LOG_VAR(t); };
		f(1);
		f(1.25f);
	}
	LOG_TAG("類模板");
	{
		n_template::Number(1);
		n_template::Number(1.25f);
	}
	LOG_TAG("別名模板");
	{
		Num<int>(1);
		Num<float>(1.25f);
	}
	LOG_TAG("變量模板");
	{
		auto v1 = n_template::pi<int>;
		auto v2 = n_template::pi<float>;
		LOG_VAR(v1);
		LOG_VAR(v2);
		n_template::log_template_int_value<10>();
		n_template::log_template_int_value<20>();
	}
	LOG_TAG("枚舉變量模板&模板特化");
	{
		n_template::Anim<n_template::EAnim::Dog>().Bark();
		n_template::Anim<n_template::EAnim::Cat>().Bark();
		LOG("EAnim::Other 沒有特化使用默認模板");
		n_template::Anim<n_template::EAnim::Other>().Bark();
	}
	LOG_TAG("變長參數(shù)模板");
	{
		n_template::log_values("jack", 10, 3.14f);
	}
	LOG_TAG("變長參數(shù)模板的完美轉發(fā)");
	{
		n_template::call_func("plus", 1, 2, 3, 4);
		n_template::call_func("mul", 2, 3);
	}
}

到此這篇關于C++基本用法實踐之模板詳解的文章就介紹到這了,更多相關C++模板內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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