C++深入瞭解模板的使用

2022-06-23 14:00:31

一.泛型程式設計

泛型程式設計：不再是針對某種型別，能適應廣泛的型別，跟具體的型別無關的程式碼

如何實現一個通用的交換函數呢？

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;
}

使用函數過載雖然可以實現，但是有一下幾個不好的地方： 1. 過載的函數僅僅是型別不同，程式碼複用率比較低，只要有新型別出現時，就需要使用者自己增加對應的函數 2. 程式碼的可維護性比較低，一個出錯可能所有的過載均出錯

因此我們需要告訴編譯器一個模子，讓編譯器根據不同的型別利用該模子來生成程式碼

二.函數模板

模板分為：函數模板，類別範本

1.函數模板概念

函數模板代表了一個函數家族，該函數模板與型別無關，在使用時被引數化，根據實參型別產生函數的特定型別版本。

2.函數模板格式

template<typename T>

返回值型別函數名(參數列){}

說明：

1.template<class T> 和 template<typename T>在此暫時認為一樣，template<struct T>是錯誤的，沒有這種寫法

2.T是type的縮寫，T不一定寫T，可以寫任意字母，比如X，t ……但是習慣寫為T

舉例：

template<typename T>    //或template<class T>
void Swap(T& left, T& right)
{
	T tmp = left;
	left = right;
	right = tmp;
}
int main()
{
	int a = 0, b = 1;
	double c = 2.2, d = 3.3;
	swap(a, b);
	swap(c, d);
	return 0;
}

swap(a, b); 和swap(c, d); 呼叫的是同一個函數嗎？

答：不是同一個。底層組合可以看出不是同一個，如果偵錯時發現走的是同一個函數，其實是編譯器的優化導致。

實際上以後swap函數都不用自己寫了，庫中有模板，直接用就行

3.函數模板的原理

在編譯器編譯階段，對於模板函數的使用，編譯器需要根據傳入的實參型別來推演生成對應型別的函數以供呼叫。比如：當用 double 型別使用函數模板時，編譯器通過對實參型別的推演，將 T 確定為 double 型別，然後產生一份專門處理 double 型別的程式碼，對於字元型別也是如此。模板的範例化：

三.類別範本

類別範本的定義格式

template < class T1 , class T2 , ..., class Tn >

class 類別範本名

{

// 類內成員定義

};

舉例：呼叫 Stack<int> st1; 時，用int替換模板中的T。呼叫 Stack<double> st1; 時，用double替換模板中的T

// 類別範本
template<class T>
class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 0)
	{
		_a = new T[capacity];
		_capacity = capacity;
		_top = 0;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		delete[] _a;
		_capacity = 0;
		_top = 0;
	}
	void Push(const T& x)
	{}
private:
	T* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
int main()
{
	Stack<int> st1; // int
	st1.Push(1);
	Stack<double> st2; // double
	st2.Push(2.2);
	return 0;
}

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