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泛型编程
函数模板
函数模板格式
函数模板原理
函数模板实例化
模板参数的匹配原则
类模板
定义格式
类模板的实例化 泛型编程
什么是泛型#xff1f; …
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泛型编程
函数模板
函数模板格式
函数模板原理
函数模板实例化
模板参数的匹配原则
类模板
定义格式
类模板的实例化 泛型编程
什么是泛型 在计算机程序设计领域为了避免因数据类型的不同而被迫重复编写大量相同业务逻辑的代码人们发展的泛型及泛型编程技术。 就好比今天老师布置了一篇800的作文文体不限我们可以写散文、诗歌、叙事文等等各种文章类型但是最终只要800的作文。 泛型编程概念 泛型编程允许程序员在强类型程序设计语言中编写代码时使用一些以后才指定的类型在实例化时作为参数指明这些类型。 我们知道C语言支持函数重载一个函数名可以写好多种参数类型不同的交换函数。像下面这样
void swap( int x, int y)
{int tmp x;x y;y tmp;
}
void swap(double x, double y)
{double tmp x;x y;y tmp;
}
void swap(char x, char y)
{char tmp x;x y;y tmp;
}
int main()
{int a 1, b 2;swap(a, b);double x 1.1, y 2.2;swap(x, y);char s a, z b;swap(s, z);return 0;
}
上面的代码只是简单的 三个相同类型的交换使用函数重载虽然可以实现但是有几点不好的地方 1. 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 2. 代码的可维护性比较低一个出错可能所有的重载均出错 如果我们想实现两两不同类型的相加呢如何实现一个通用的加法函数呢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 ps图片来源网络
向上面的各种各样的汉堡一样上下都是两片面包只是中间加入的东西不一样夹鸡腿就叫鸡腿堡、夹猪排就叫猪排堡、夹牛肉就叫牛肉堡等等。
如果在C中也能够存在这样一个模具通过给这个模具中填充不同材料(类型)来获得不同材料的铸件(即生成具体类型的代码那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好我们只需在此乘凉。
泛型编程编写与类型无关的通用代码是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。 函数模板
函数模板概念 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。 函数模板格式
templatetypename T1, typename T2,......,typename Tn
返回值类型 函数名(参数列表)
{}
template是一个关键字
我们按照上面的格式编写一个交换函数的模板
template typename T
void swap(T left, T right)
{T tmp left;left right;right tmp;
} 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) 函数模板原理
那么如何解决上面的问题呢大家都知道瓦特改良蒸汽机人类开始了工业革命解放了生产力。机器生产淘汰掉了很多手工产品。本质是什么重复的工作交给了机器去完成。有人给出了论调懒人创造世界。 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。
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。 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
void Swap(T left, T right)
{T tmp left;left right;right tmp;
}
int main()
{int i 1, j 0;Swap(i,j);double x 1.1, y 2.2;Swap(x, y);char s a, z b;Swap(s, z);return 0;
}
如果我们要进行两两不同类型的两个数相加呢
用户自己来强制转化
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}
int main()
{int a 1;double b 1.1;Add(a, (int)b);//自己手动进行类型转化return 0;
}
显示实例化在函数名后的中指定模板参数的实际类型解决参数类型不匹配类型
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}
int main()
{int a 1;double b 1.1;Add(a, (int)b);//手动强制类型转化Adddouble(a, b);//显示实例化return 0;
}
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 类模板
定义格式
templateclass T1, class T2, ..., class Tn
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
// 动态顺序表
// 注意Vector不是具体的类是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
templateclass T
class Vector
{
public:Vector(size_t capacity 10): _pData(new T[capacity]), _size(0), _capacity(capacity){}// 使用析构函数演示在类中声明在类外定义。~Vector();void PushBack(const T data)void PopBack()// ...size_t Size() { return _size; }T operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _pData[pos];}
private:T* _pData;size_t _size;size_t _capacity;
};
// 注意类模板中函数放在类外进行定义时需要加模板参数列表
template class T
VectorT::~Vector()
{if (_pData)delete[] _pData;_size _capacity 0;
}
上面的类模板可以根据不同的数据类型生成不同的类顺序表
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。 // Vector类名Vectorint才是类型
Vectorint s1;
Vectordouble s2; 今天的分享到这里就结束啦如果觉得文章还不错的话可以三连支持一下您的支持就是我前进的动力
