C++_模板類與類型萃取技術
在聲明變量，函數，和大多數其餘類型實體的時候，C++要求咱們使用指定的類型。然而，有許多代碼，除了類型不一樣以外，其他部分看起來都是相同的，好比，下面這個例子：
ios
bool IsEqual (int left, int right)
{
return left == right;
}
bool IsEqual (const string& left , const string& right)
{
return left == right;
}
void test()
{
string s1 ("s1"), s2("s2");
cout<<IsEqual (s1, s2)<<endl;
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
}
上面這個例子，是爲了比較兩個變量是否相等的重載函數。這兩個函數功能相同，只是處理的參數類型不一樣，那若是你須要處理float,double,等一系列類型時，你就要一一寫出這些類型的重載函數，這樣代碼會顯得十分繁瑣，這時，就須要使用模板函數來處理了，模板函數只須要寫一個就能夠處理上面這種問題。
c++
template<typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test1 ()
{
string s1 ("s1"), s2("s2" );
cout<<IsEqual (s1, s2)<<endl ;
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
}
在編譯模板函數時，編譯器會根據傳入的參數，自動推演出模板形參類型，並自動生成相應的代碼，這樣就相對於上面使用函數重載方式，代碼量就大大減小，由於編譯器會幫助你推演出相應代碼。編程
當上面處理left,right類型不一樣時，使用模板函數時就須要做以下處理：數組
template <typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test2()
{
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
//cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl; // 模板參數不匹配
cout<<IsEqual<int>(1,1.2)<< endl; // 顯示實例化
cout<<IsEqual<double>(1,1.2)<< endl; // 顯示實例化
}
那麼咱們就知道使用模板函數就要注意模板參數的匹配問題，你也可使用顯示實例化方式，強制處理這種狀況的發生。要是你就是想要比較兩種不一樣類型，那就須要重載函數模板，使它能夠接受兩種類型，下面就是重載以後的：ide
bool IsEqual (const int& left , const int& right)
{
return left == right;
}
template <typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
template <typename T1, typename T2>
bool IsEqual (const T1& left , const T2& right)
{
return left == right;
}
void test3()
{
cout<<IsEqual(1,1)<<endl;
cout<<IsEqual<int>(1,1)<< endl;
cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl;
}
模板類函數
/*模板類的格式*/
template<class name1, class name2, ...class namen>
class name
{ ... };
之前在處理順序表時，要更改其中的data類型，每每是經過修改typedef int DataType ,來修改其存放的數據類型,那麼如今就可使用模板類來不須要手動去修改其類型，下面是使用模板類實現順序表：
測試
#include <string>
#include <cassert>
using namespace std;
template <class T>
class SeqList
{
public:
SeqList()
:_data(NULL)
,_size(0)
,_capacity(0)
{
CheakCapacity();
}
~SeqList()
{
if(_data != NULL)
{
delete[] _data;
}
}
public:
void PushBack(const T& d)
{
CheakCapacity();
_data[_size] = d;
_size++;
}
void PushFront(const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = _size;
for(i; i>0; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[i] = d;
_size++;
}
void PopBack()
{
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
_size--;
}
void PopFront()
{
int i = 0;
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
public:
void CheakCapacity()
{
if(_size == _capacity)
{
T* tmp = new T[_capacity+3];
memcpy(tmp, _data, (_capacity)*sizeof(T));
delete[] _data;
_data = tmp;
_capacity = _capacity+3;
}
}
void Display()
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
cout<<_data[i]<<" ";
}
cout<<"over"<<endl;
}
private:
T* _data;
int _size;
int _capacity;
};
void test4()
{
SeqList<int> L;
L.PushBack(1);
L.PushBack(2);
L.PushBack(3);
L.PushBack(4);
L.PushBack(5);
L.Display();
}
int main()
{
test4();
system("pause");
return 0;
}
結果：spa
當測試爲下面test5()時：指針
void test5()
{
SeqList<string> L;
L.PushBack("11111111111");
L.PushBack("21111111111");
L.PushBack("31111111111");
L.PushBack("41111111111");
L.PushBack("51111111111");
L.PushBack("61111111111");
L.Display();
}
結果：調試
這爲何會崩潰呢？
由於使用memcpy()時：當咱們拷貝的是基本類型時，只用拷貝所傳遞指針上的數據，若是是string類型呢，咱們則須要在堆上開闢空間，所傳遞的指針如 果被直接複製，則有可能（vs下的string類型的實現原理是若字符串不長則以數組保存，若字符串過長，則經過指針在堆上開闢空間進行保存）出現同一地 址，析構兩次這樣的常見錯誤。
那麼要解決上面的問題，就要使用c++中的類型萃取技術。
類型萃取是一種經常使用的編程技巧，其目的是實現不一樣類型數據面對同一函數實現不一樣的操做，它與類封裝的區別是，咱們並不用知道我 們所調用的對象是什麼類型，類型萃取是編譯後知道類型，先實現，而類的封裝則是先定義類型，後實現方法。在這裏咱們能夠用模板的特化實現其編程思想。
再來實現上面的順序表：
#include <iostream>
#include <string>
#include <cassert>
using namespace std;
template <class T>
class SeqList
{
public:
SeqList()
:_data(NULL)
,_size(0)
,_capacity(0)
{
CheakCapacity();
}
~SeqList()
{
if(_data != NULL)
{
delete[] _data;
}
}
public:
void PushBack(const T& d)
{
CheakCapacity();
_data[_size] = d;
_size++;
}
void PushFront(const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = _size;
for(i; i>0; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[i] = d;
_size++;
}
void PopBack()
{
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
_size--;
}
void PopFront()
{
int i = 0;
if(_size == 0)
{
cout<<"List is empty!!"<<endl;
return;
}
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
public:
int Find(const T& d)
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
if(_data[i] == d)
{
return i;
}
}
return -1;
}
void Insert(int pos, const T& d)
{
CheakCapacity();
int i = 0;
for(i=_size; i>pos; i--)
{
_data[i] = _data[i-1];
}
_data[pos] = d;
_size++;
}
void Erase(int pos)
{
assert(pos>0);
assert(pos<_size);
int i = pos;
for(i; i<_size; i++)
{
_data[i] = _data[i+1];
}
_size--;
}
void Sort()
{
int i,j;
for(i=0; i<_size; i++)
{
for(j=0; j<_size-1-i; j++)
{
if(_data[j]>_data[j+1])
{
T tmp = _data[j];
_data[j] = _data[j+1];
_data[j+1] = tmp;
}
}
}
}
public:
void CheakCapacity()
{
if(_size == _capacity)
{
T* tmp = new T[_capacity+3];
if(TypeTraits<T>::isPODType().Get())
{
memcpy(tmp, _data, (_capacity)*sizeof(T));
}
else
{
for(int i=0; i<_size; i++)
{
tmp[i] = _data[i];
}
}
delete[] _data;
_data = tmp;
_capacity = _capacity+3;
}
}
void Display()
{
int i = 0;
for(i; i<_size; i++)
{
cout<<_data[i]<<" ";
}
cout<<"over"<<endl;
}
private:
T* _data;
int _size;
int _capacity;
};
struct FalseType
{
bool Get()
{
return false;
}
};
struct TrueType
{
bool Get()
{
return true;
}
};
template <class T>
struct TypeTraits
{
typedef FalseType isPODType;//內嵌型別
};
struct TypeTraits<char>
{
typedef TrueType isPODType;//內嵌型別
};
template<>
struct TypeTraits<int>
{
typedef TrueType isPODType;//內嵌型別
};/*還有許多基本類型沒有顯示寫出來，bool，float，double...*/
void test6()
{
SeqList<string> L;
L.PushBack("11111111111");
L.PushBack("21111111111");
L.PushBack("31111111111");
L.PushBack("41111111111");
L.PushBack("51111111111");
L.PushBack("61111111111");
L.Display();
}
int main()
{
test6();
system("pause");
return 0;
}
結果：
模板總結
優勢：
1. 模板複用了代碼，節省資源，更快的迭×××發，C++的標準模板庫(STL)所以而產生。
2. 加強了代碼的靈活性。
缺點：
1. 模板讓代碼變得凌亂複雜，不易維護，編譯代碼時間變長。
2. 出現模板編譯錯誤時，錯誤信息很是凌亂，不易定位錯誤。
類型萃取總結：
類型萃取技術能夠大大加快代碼的效率，也可讓思路變得更清晰。
要是上面在拷貝時，其實不用memcpy()也能夠，只要將對象一個一個的拷貝，也是可行的，但程序的效率就會大大下降。
在調試的時候會讓本人思路更加清晰。
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