C++——模板---函数模板---类模板

1、模板

• 模板的引入：
  • 模板的精神：类型参数化，即类型也是一种参数。
  • template所表明的泛型编程是C++语言中的重要组成部分。C++是一门强类型语言，没法像动态语言（如python）那样，编写一段通用的逻辑，能够把任意类型的变量传进去。泛型编程弥补了这一点摆脱了类型的限制，提升了代码的可重用性。
  • 模板是创建通用的与数据类型无关的算法的重要手段，可实现代码重用。
• 函数模板的定义与声明：---函数模板实参推演
  • 定义：
    • template<模板参数表>返回值类型 函数名（函数形参表）{......}//函数体
    • 模板参数主要是模板类型参数，尖括号中不能为空。模板类型参数由typename（或class）+标识符构成。表示该标识符表明一种潜在的内置或用户自定义数据类型。
  • 声明:
    • 函数模板的声明与函数声明不一样，函数模板的声明必须含变量名。由于二者的编译过程不同。函数模板必须先转换成模板函数，再进行编译。模板定义自己不参与编译，而是编译器模板的用户使用模板时提供的类型参数生成代码，再进行编译。这一过程成为模板的实例化。用户提供不一样的类型参数就会实例化出不一样的代码。
• 类模板的定义与声明：---类模板实例化
  • 定义：

    • template<模板参数表> class 类名 { //类定义体
      }；//注意分号不可少
       templete<模板参数表>返回类型 类名<模板参数名表>:: 成员函数名1（形参表） { ......;//成员函数定义体
      }

       模板参数表有两种：模板类型参数和非模板类型参数。

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2、函数模板---template关键字用于声明开始进行泛型编程-----typename关键字用于声明泛指类型----函数模板能够自动推导类型进行调用，也能够显示指定具体类型进行调用。

　　一、普通函数模板：

• •  1 template<typename T>
     2 int compare(const T& left,const T& right)  3 {  4 if(left<rigth)  5 {return -1;}  6 if(right<left)  7 {return 1;}
    　　reurn 0;  8 }  9 
    10 compare<int>(1,2);//使用模板函数

　　二、类的成员函数模板

不只普通函数能够定义为模板，类的成员函数也能够定义为模板

• • class printer { public: template<typename T>
    void print(const T& t) { cout<<t<<endl; } } printer p; p.print<const char*>("seu");//打印seu

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• 实参推断：

为了使用方便，除了直接为函数模板指定类型参数外，还可让编译器从传递给函数的实参推断参数类型，这一功能被称为模板实参推断。

• 实参推断的使用：

  • 1 compare(1,2);//推断T的类型为int
    2 compare(1.0,2.0);//推断T的类型为double
    3 p.print("absdsaf");//推断T的类型为const char *
    4 
    5 int (*pf)(const int&,const int&)=compare;//推断T的类型为int； 6 //经过把函数模板赋值给一个指定类型的函数指针，让编译器根据这个指针的类型，对模板实参进行判断

 

　　三、函数模板的重载

函数模板之间，函数模板与普通函数之间能够重载。编译器会根据调用时提供的函数参数，调用可以处理这一类型的最特殊的版本。在特殊性上，通常遵循以下顺序：

• 普通函数
• 特殊函数（限制了T的形式的，指针，引用，容器等）
• 普通模板（对T没有任何限制的） 
• 如何判断哪一个模板函数更加特殊，原则是：若是模板B的全部实例均可以实例化模板A,而反过来不行，那么B就比A特殊。即B的范围大于A的范围。

  •  1 template<typename T>
     2 void func(T& t) { //通用模板函数
     3     cout << "In generic version template " << t << endl;  4 }  5 
     6 template<typename T>
     7 void func(T* t) { //指针版本
     8     cout << "In pointer version template "<< *t << endl;  9 } 10 
    11 void func(string* s) { //普通函数
    12     cout << "In normal function " << *s << endl; 13 } 14 
    15 int i = 10; 16 func(i); //调用通用版本，其余函数或者没法实例化或者不匹配
    17 func(&i); //调用指针版本，通用版本虽然也能够用，可是编译器选择最特殊的版本
    18 string s = "abc"; 19 func(&s); //调用普通函数，通用版本和特殊版本虽然也均可以用，可是编译器选择最特化的版本
    20 func<>(&s); //调用指针版本，经过<>告诉编译器咱们须要用template而不是普通函数

　　四、模板函数的特化

有时候函数模板并不能解决个别类型的问题，咱们必须对此进行定制，这就是函数模板的特化。函数模板的特化必须把全部的模板参数所有指定。

• 1 template<>
  2 void func(int i) { 3     cout << "In special version for int "<< i << endl; 4 } 5 
  6 int i = 10; 7 func(i); //调用特化版本

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3、类模板---

类模板只能显示指定类型参数，没法自动推断参数类型。声明的泛型类型参数能够出如今类模板的任意地方。类模板必须在头文件中实现，不能分开实如今不一样的文件中。

类模板适合以相同的逻辑处理不一样数据类型的数据，所以很是适合编写数据结构相关的代码。一般用来做为容器（vector）或行为（clonable）的封装。

对于一个类模板printer,只能显示的指定参数类型进行调用

• printer<int> p(1);正确 printer p(1);错误