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一、模板函数
1、函数模板的概念
2、函数模板的格式 3、函数模板的原理
4、函数模板实例化 5、 模板参数的匹配原则
二、类模板
1 、类模板的定义格式
2 、类模板的实例化
3、模板类示例 一、模板函数
1、函数模板的概念 函数模板代表了一个函数家族#xff0c…目录
一、模板函数
1、函数模板的概念
2、函数模板的格式 3、函数模板的原理
4、函数模板实例化 5、 模板参数的匹配原则
二、类模板
1 、类模板的定义格式
2 、类模板的实例化
3、模板类示例 一、模板函数
1、函数模板的概念 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。 2、函数模板的格式
模板函数通过在函数定义前使用关键字 “template” 和一个或多个模板参数来定义。模板参数可以是类型参数或非类型参数。类型参数是用于指定函数参数类型的通用标识符非类型参数则是用于指定常量值或常量表达式。
下面是一个简单的模板函数示例
template class T
T findMax(T a, T b) {return (a b) ? a : b;
}在上面的示例中我们定义了一个名为 “findMax” 的模板函数。该函数接受两个类型相同的参数并返回较大的那个参数。通过使用模板参数 “T”我们可以在不同的上下文中使用相同的函数实现。 【注意】 typename 是 用来定义模板参数 关键字 也可以使用 class( 切记不能使用 struct 代替 class) 3、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 在编译器编译阶段对于模板函数的使用编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供调用。比如当用double类型使用函数模板时编译器通过对实参类型的推演将T确定为double类型然后产生一份专门处理double类型的代码对于字符类型也是如此。
4、函数模板实例化
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
templateclass 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(a1, (int)d1);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
templateclass 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;// 使用显式实例化Addint(a1, d1);return 0;
}
【注意】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。 5、 模板参数的匹配原则
【1】、一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数。
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{return left right;
}
// 通用加法函数
templateclass T
T Add(T left, T right)
{return left right;
}
void Test()
{Add(1, 2); // 与非模板函数匹配编译器不需要特化Addint(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
} 【2】、对于非模板函数和同名函数模板如果其他条件都相同在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数那么将选择模板。
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{return left right;
}
// 通用加法函数
templateclass T1, class T2
T1 Add(T1 left, T2 right)
{return left right;
}
void Test()
{Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配不需要函数模板实例化Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
} 【3】、模板函数不允许自动类型转换但普通函数可以进行自动类型转换 二、类模板
1 、类模板的定义格式
templateclass T1, class T2, ..., class Tn
class 类模板名
{// 类内成员定义
};
2 、类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同类模板实例化需要在类模板名字后跟然后将实例化的类型放在中即可类模板名字不是真正的类而实例化的结果才是真正的类。
3、模板类示例
模板类的定义类似于模板函数需要使用关键字 “template” 和一个或多个模板参数来定义。模板参数可以是类型参数或非类型参数。类型参数用于指定类中的数据类型非类型参数用于指定常量值或常量表达式。
下面是一个简单的模板类示例
template class T
class Stack {
private:T* data;int top;int capacity;public:Stack(int maxCapacity) {capacity maxCapacity;data new T[capacity];top -1;}~Stack() {delete[] data;}void push(T element) {if (top capacity - 1) {throw std::overflow_error(Stack is full);}data[top] element;}T pop() {if (top -1) {throw std::underflow_error(Stack is empty);}return data[top--];}bool isEmpty() {return (top -1);}int size() {return top 1;}
};在上面的示例中我们定义了一个名为 “Stack” 的模板类。它是一个栈数据结构的实现可以用于存储各种类型的数据。通过使用模板参数 “T”我们可以在不同的上下文中使用相同的类定义来创建具有不同数据类型的栈对象。
使用模板类时我们需要在创建对象时指定具体的模板参数类型。例如
int main() {Stackint intStack(10);Stackdouble doubleStack(20);intStack.push(5);doubleStack.push(3.14);intStack.pop();doubleStack.pop();return 0;
}在上面的示例中我们分别使用了整数和浮点数作为模板参数类型来创建了两个栈对象。通过这种方式我们可以在不同的上下文中使用相同的类实现提高代码的复用性和灵活性。
