【C++】模版（一）

╰半夏微凉° 2024-03-23 11:00 58阅读 0赞

## 泛型编程、模版（一）： ##

### 1.泛型编程： ###

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;
    }

【思考】

原本的函数重载，我只是改了函数参数个数和参数类型，我们需要为不同的重载函数写同样的代码

❓我们可以将他们写在一起吗？

可以的，用泛型编程！`template<class T>`后面就写正常的函数就可以了

template<class T>
    void Swap(T& x, T& y)
    {
        
    	T tmp = x;
    	x = y;
    	y = tmp;
    }
    int main()
    {
        
    	int a = 1, b = 2;
    	Swap(a, b);
    	return 0;
    }

> ❓为什么不能直接函数重载，而要弄一个泛型编程呢？

*  就拿swap函数为例，当参数类型变为char类型，我们需要写一个重载函数，而当参数类型为int类型又要写一个重载函数。
 *  代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错

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？

![image-20230412111136271][]

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。

![image-20230412111234186][]

#### 1.1调用泛型编程时，不同参数的地址是否一样？ ####

template<class T>
    void Swap(T& x, T& y)
    {
        
    	T tmp = x;
    	x = y;
    	y = tmp;
    }
    int main()
    {
        
    	int a = 1, b = 2;
    	Swap(a, b);
    
    	double c = 1.1, d = 1.2;
    	Swap(c, d);
    	return 0;
    }

> ❓**这两个swap函数是不是调用同一个函数呢？**

显然，这两个函数的地址不一样，这两个并不是同一个函数![image-20230407004416665][]

#### 1.2泛型编程的底层原理： ####

编译器会帮我们实例化出代码，该有两份还是有两份，三份代码还是三份

![image-20230407005431834][]

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### 2.模版： ###

模版分为两种：一种是函数模版，一种是类模板

#### 2.1函数模版： ####

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。

##### 2.1.1函数模板的语法： #####

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>
    返回值类型 函数名(参数列表){
        }

模版有多个参数

template<class x,class y>
    void swap(x& a, y& b)
    {
        
    	;
    }

> ❓`template<class T>`**这里的class可以用什么替代？**

可以用typename，但是不可以用struct替代（报错）

![image-20230407010431601][]

只要是模版中定义的参数，函数都可以使用

Swap这个函数库里面有写了一个函数模版

![image-20230407010140238][]

template<typename T>
    T Add(const T& left, const T& right)
    {
        
    	return left + right;
    }
    int main()
    {
        
    	int a = 1, b = 2;
    	double c = 1.1, d = 1.2;
    	cout<<Add(a, (int)d)<<endl;
    	cout<<Add((double)a, d)<<endl;
    	cout << Add<int>(a ,d) << endl;
    	cout << Add<double>(a ,d) << endl;
    	return 0;
    }

> ❓`Swap(a, d);`**这个能不能编译通过？**

答案是不可以的，编译器不能准确的推演类型，如何解决呢？

1.强制类型转换

2.显示实例化

![image-20230407012223361][]

当函数同时存在，他会调用哪一个呢？

显然，编译器回调我们写的

template<typename T>
    T Add(const T& left, const T& right)
    {
        
    	return left + right;
    }
    int Add(int left, int right)
    {
        
    	return left + right;
    }
    int main()
    {
        
    	int a = 1, b = 2;
    	Add(a, b);
    	return 0;
    }

![image-20230407012954214][]

那如果我们想要调用模版怎么办？

`Add<int>(a, b);`这样就可以了

#### 2.2类模板： ####

##### 2.2.1类模板的语法： #####

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

template <class T>
    class Stack
    {
        
    public:
    	Stack(int capacity = 4)
    	{
        
    		_a = new T[capacity];
    		_top = 0;
    		_capacity = capacity;
    	}
    	~Stack()
    	{
        
    		delete[] _a;
    		_capacity = _top = 0;
    	}
    private:
    	T* _a;
    	size_t _top;
    	size_t _capacity;
    };
    int main()
    {
        
    	Stack <int>st1;//int
    	Stack<double> st2;//double
    	return 0;
    }

类模版中的函数如果要类外写，怎么写

// 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>
    Vector<T>::~Vector()
    {
        
    if(_pData)
    delete[] _pData;
    _size = _capacity = 0;
    }

Stack <int>st1;//int
    Stack<double> st2;//double
    return 0;

类模版中的函数如果要类外写，怎么写
    
    ```cpp
    // 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>
    Vector<T>::~Vector()
    {
    if(_pData)
    delete[] _pData;
    _size = _capacity = 0;
    }

[image-20230412111136271]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/145dacf3251f4843bd033496a106b792.png
[image-20230412111234186]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/e703da196a95476f9827e503a706dbfe.png
[image-20230407004416665]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/0eeaa4c4cfab4f8daf25a2257d9ebfd1.png
[image-20230407005431834]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/6ac74e643927408d869f3821d4b33d58.png
[image-20230407010431601]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/8bd483ce65bb468984322b2c24308f40.png
[image-20230407010140238]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/1c4e0bb292254095b8f223cf2c96ca36.png
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