C++——模板

目录

泛型编程

函数模板

函数模板概念

函数模板格式

类模板

类模板的定义格式

类模板的实例化

---

泛型编程

        泛型编程是什么呢？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。型就是类型，不管是内置类型还是自定义类型，他们在类中还是在函数中都有他们的一席之地，在之前的学习中，已经知道了函数重载。

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;
}

函数重载已经帮我们实现了这一功能，但是还有美中不足的地方：

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。这里只有三个类型，但是以后的应用场景可不止三个类型
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。

        这个时候就有了一个东西叫做“模板”，说白了就是一个“模子”，让编译器根据不同的类型利用这个“模子”来生成代码。更容易懂的一个说法就是我们中国的四大发明中的活字印刷，先把每个字的模型造出来，之后可以重复的使用。

---

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

// template
// 返回值类型 函数名(参数列表)
// {}
 
// 有了模板就可以重新写一下Swap这个函数
template<typename T> // 这就是模板，T既是类型，相当于把类型变成了模板，不仅可以用T，也可以是K，V，就是个名字
void Swap(T &left, T &right) // 无论left和right是什么类型的，传入什么类型就是什么类型
{
    T temp = left;
    left = right;
    right = temp;
}

所以他们底层调用的也不是同一个函数。

【注意】：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class，template

// 如果参数有两个参数，但是传入的类型不同
T Add(const T& left, const T& right) // 引用常量必须用const修饰
{
    return left + right;
}
 
int main()
{
    // 编译器自动推演，隐式实例化
    // cout << Add(1.0, 2) << endl; 这样是错误的
    cout << Add((int)1.0, 2) << endl;
    cout << Add(1.0, (double)2) << endl;
 
    // 显示实例化
    cout << Add<int>(1.0, 2) << endl;
    cout << Add<double>(1.0, 2) << endl;
}

---

类模板

类模板的定义格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
    // 类内成员定义
};

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。

// ClassName是类名，ClassName才是类型，这是两个类型
ClassName<int> CNi;
ClassName<double> CNd;

【注意】：模板不支持分离编译，如声明放在.h，定义放在.cpp；但是放在同一个文件就可以。

---

        

简单介绍一下模板的使用，以保证后面知识的讲解。