【C++】模板基础概念

模板初阶

• 之前我们使用函数重载完成交换函数，但是是有缺点的：函数重载仅仅是类型不同，每次有新类型出现时，就需要用户自己增加对应代码，代码复用率低；代码的可维护性低，一个出错可能代表着所有重载均出错
• 因此C++中允许存在一个模具，通过填充不同类型，来生成对应类型的代码
• 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，模板分为函数模板和类模板

函数模板

概念

• 函数模板代表一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时根据实参类型产生特定类型版本
• 在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器会根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数

格式

template<typename T1,typename T2…typename T3>
函数返回值 函数名（参数列表）
{
}
（注意：typename是用来定义模板参数的关键字，也可以使用class）

template<typenameT>voidSwap(T&a,T&b){T tmp=a;a=b;b=tmp;}

实例化

隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数并生成对应类型函数

template<typenameT>TAdd(constT&a,constT&b){returna+b;}intmain(){inta=10;intb=20;Add(a,b);doublec=10.1;doubled=20.2;Add(c,d);//Add(a,c);不行//1.强制类型转换Add(a,(int)c);//2.显式实例化return0;}

显式实例化：在函数名后加<>，在<>中指定模板参数的类型

//2.显式实例化Add<int>(a,c);

• 如果类型不匹配，编译器会进行隐式类型转换，如果无法转换，就会编译报错

参数匹配原则

• 一个非模板函数可以和一个同名的模板函数同时存在
• 对于非模板函数可以和一个同名的模板函数，如果其他条件都相同，调用函数时会优先调用非模板函数，不会用模板来生成

类模板

格式

template<class T1,classT2…class Tn>
class 类名
{
//类内成员
}；

实例化

#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT>classStack{public:Stack(intn=4):_a(newT[n]),_size(0),_capacity(n){}~Stack(){delete[]_a;_size=0;_capacity=0;}voidPush(constT&x);private:T*_a;size_t _size;size_t _capacity;};template<classT>voidStack<T>::Push(constT&x){if(_capacity==_size){T*tmp=newT[_capacity*2];memcpy(tmp,_a,_capacity);delete[]_a;_a=tmp;_capacity*=2;}_a[_size++]=x;}intmain(){//类模板都是显式实例化Stack<int>st1;Stack<double>st2;st1.Push(1);st1.Push(2);st1.Push(3);st1.Push(4);return0;}