【C++模板入门】

C++模板入门

泛型编程
函数模板
- 格式
- 原理
- 函数模板的实例化
类模板

泛型编程

如何实现一个通用的交换函数呢？

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
	double temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
	char temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
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

函数模板

格式

所以C++就提供了模板函数。

template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

typename也可以用class来替代

原理

需要什么函数，编译器自动去帮你生成相对应的函数。

在这里插入图片描述

函数模板的实例化

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

template<class 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, int(d1));
	Add(double(a2),d2);
}

将参数强制类型转换。

2.显式实例化：在函数名后的< >中指定模板参数的实际类型

int main(void)
{
	int a = 10;
	double b = 20.0;
	// 显式实例化
	Add<int>(a, b);
	return 0;
}

类模板

typedef double DataType;
struct StackInt
{
	Stack(size_t capacity = 4)
	{
		_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(const DataType& data)
	{
		// 扩容
		_array[_size] = data;
		++_size;
	}

	DataType* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

int main()
{
	Stack st1; // int
	Stack st2; // double


	return 0;
}

我们要分别定义int类型和double类型的栈，用c语言要写两个几乎一样的，这里可以使用类模板

template<typename T>
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 4)
	{
		_array = (T*)malloc(sizeof(T) * capacity);
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	void Push(const T& data);
private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};


// 模版不建议声明和定义分离到.h 和.cpp会出现链接错误
// 要分离也分离在.h
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
	// 扩容
	_array[_size] = data;
	++_size;
}

int main()
{
	Stack<int> st1;    // int
	Stack<double> st2; // double

	return 0;
}

我们写类似函数重载的几个函数（以加法为例）

#include<iostream>

using namespace std;

int Add(int left, int right)
{
	cout << "int Add(int left, int right)" << endl;

	return left + right;
}

// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
auto Add(T1 left, T2 right)
{
	cout << "auto Add(T1 left, T2 right)" << endl;

	return left + right;
}

template<typename T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	cout << "T Add(const T& left, const T& right)" << endl;

	return left + right;
}


int main()
{
	Add(1,2); 
	
	Add(1.1, 2.2);

	Add(1, 2.0); 
}