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泛型编程--模版
函数模版
如何实现一个通用的交换函数呢?
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
double temp = left;
left = right;
right = temp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
char temp = left;
left = right;
right = temp;
}
......使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方:
-
重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函 数
-
代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错 那能否告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢?
函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。
函数模板格式:
template <class T>
void Swap(T &x, T &y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int a=1,b=2;
Swap(a,b);
cout<<a<<" "<<b<<endl;
double aa=1.1,bb=2.1;
Swap(aa,bb);
cout<<aa<<" "<<bb<<endl;
return 0;
}当然 虽然提供了模版,但在使用时,int型与double型调用的函数都是不同的
函数模板的原理:
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器
类型推演(实例化)
若在使用模版的同时,自己写出了有具体类型的相关函数,编译器会优先调用自己实现的函数:
template <class T>
void Swap(T &x, T &y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
void Swap(double &x, double &y)
{
double tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}函数模板的实例化:
用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为:隐式实例化和显式实例化。
1.隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型:
template <class T>
T Add(const T &left, const T &right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
Add(a1, a2);
Add(d1, d2);
/*
该语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型 通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T， 编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
注意:在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅
Add(a1, d1);
*/
// 此时有两种处理方式:1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化
Add(a, (int)d);
return 0;
}2.显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
template <class Z>
Z Add(const Z &left, const Z &right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.1, d2 = 22.2;
cout << Add(a1, a2) << endl;
cout << Add<int>(a1, d2) << endl;
cout << Add<double>(d1, a2) << endl;
cout << Add(d1, d2) << endl;
return 0;
}如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。
类模版
类模板的定义格式:
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
template <class T>
class Stack
{
private:
T *_a;
size_t _top;
size_t _capaicty;
public:
Stack(int capaicty = 4)
{
_a = new T[capaicty];
_top = 0;
_capaicty = capaicty;
}
~Stack()
{
delete[] _a;
_capaicty = _top = 0;
}
};
int main()
{
//类只能 显示实例化
Stack <int>st1;
Stack <double>st2;
return 0;
}