C++——模板---函數模板---類模板

1、模板

• 模板的引入：
  • 模板的精神：類型參數化，即類型也是一種參數。
  • template所表明的泛型編程是C++語言中的重要組成部分。C++是一門強類型語言，沒法像動態語言（如python）那樣，編寫一段通用的邏輯，能夠把任意類型的變量傳進去。泛型編程彌補了這一點擺脫了類型的限制，提升了代碼的可重用性。
  • 模板是創建通用的與數據類型無關的算法的重要手段，可實現代碼重用。
• 函數模板的定義與聲明：---函數模板實參推演
  • 定義：
    • template<模板參數表>返回值類型 函數名（函數形參表）{......}//函數體
    • 模板參數主要是模板類型參數，尖括號中不能爲空。模板類型參數由typename（或class）+標識符構成。表示該標識符表明一種潛在的內置或用戶自定義數據類型。
  • 聲明:
    • 函數模板的聲明與函數聲明不一樣，函數模板的聲明必須含變量名。由於二者的編譯過程不同。函數模板必須先轉換成模板函數，再進行編譯。模板定義自己不參與編譯，而是編譯器模板的用戶使用模板時提供的類型參數生成代碼，再進行編譯。這一過程成爲模板的實例化。用戶提供不一樣的類型參數就會實例化出不一樣的代碼。
• 類模板的定義與聲明：---類模板實例化
  • 定義：

    • template<模板參數表> class 類名 { //類定義體
      }；//注意分號不可少
       templete<模板參數表>返回類型 類名<模板參數名錶>:: 成員函數名1（形參表） { ......;//成員函數定義體
      }

       模板參數表有兩種：模板類型參數和非模板類型參數。

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2、函數模板---template關鍵字用於聲明開始進行泛型編程-----typename關鍵字用於聲明泛指類型----函數模板能夠自動推導類型進行調用，也能夠顯示指定具體類型進行調用。

　　一、普通函數模板：

• •  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);//使用模板函數

　　二、類的成員函數模板

不只普通函數能夠定義爲模板，類的成員函數也能夠定義爲模板

• • 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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• 實參推斷：

爲了使用方便，除了直接爲函數模板指定類型參數外，還可讓編譯器從傳遞給函數的實參推斷參數類型，這一功能被稱爲模板實參推斷。

• 實參推斷的使用：

  • 1 compare(1,2);//推斷T的類型爲int
    2 compare(1.0,2.0);//推斷T的類型爲double
    3 p.print("absdsaf");//推斷T的類型爲const char *
    4 
    5 int (*pf)(const int&,const int&)=compare;//推斷T的類型爲int； 6 //經過把函數模板賦值給一個指定類型的函數指針，讓編譯器根據這個指針的類型，對模板實參進行判斷

 

　　三、函數模板的重載

函數模板之間，函數模板與普通函數之間能夠重載。編譯器會根據調用時提供的函數參數，調用可以處理這一類型的最特殊的版本。在特殊性上，通常遵循以下順序：

• 普通函數
• 特殊函數（限制了T的形式的，指針，引用，容器等）
• 普通模板（對T沒有任何限制的） 
• 如何判斷哪一個模板函數更加特殊，原則是：若是模板B的全部實例均可以實例化模板A,而反過來不行，那麼B就比A特殊。即B的範圍大於A的範圍。

  •  1 template<typename T>
     2 void func(T& t) { //通用模板函數
     3     cout << "In generic version template " << t << endl;  4 }  5 
     6 template<typename T>
     7 void func(T* t) { //指針版本
     8     cout << "In pointer version template "<< *t << endl;  9 } 10 
    11 void func(string* s) { //普通函數
    12     cout << "In normal function " << *s << endl; 13 } 14 
    15 int i = 10; 16 func(i); //調用通用版本，其餘函數或者沒法實例化或者不匹配
    17 func(&i); //調用指針版本，通用版本雖然也能夠用，可是編譯器選擇最特殊的版本
    18 string s = "abc"; 19 func(&s); //調用普通函數，通用版本和特殊版本雖然也均可以用，可是編譯器選擇最特化的版本
    20 func<>(&s); //調用指針版本，經過<>告訴編譯器咱們須要用template而不是普通函數

　　四、模板函數的特化

有時候函數模板並不能解決個別類型的問題，咱們必須對此進行定製，這就是函數模板的特化。函數模板的特化必須把全部的模板參數所有指定。

• 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); //調用特化版本

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3、類模板---

類模板只能顯示指定類型參數，沒法自動推斷參數類型。聲明的泛型類型參數能夠出如今類模板的任意地方。類模板必須在頭文件中實現，不能分開實如今不一樣的文件中。

類模板適合以相同的邏輯處理不一樣數據類型的數據，所以很是適合編寫數據結構相關的代碼。一般用來做爲容器（vector）或行爲（clonable）的封裝。

對於一個類模板printer,只能顯示的指定參數類型進行調用

• printer<int> p(1);正確 printer p(1);錯誤