C++深入了解模板的使用

目录

• 一.泛型编程
• 二.函数模板
• 1.函数模板概念
• 2.函数模板格式
• 3.函数模板的原理
• 三.类模板

一.泛型编程

泛型编程：不再是针对某种类型，能适应广泛的类型，跟具体的类型无关的代码

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;
}

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

因此我们需要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

二.函数模板

模板分为：函数模板，类模板

1.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.函数模板格式

template<typename T>

返回值类型 函数名(参数列表){}

说明：

1.template<class T> 和 template<typename T>在此暂时认为一样，template<struct T>是 错误的 ，没有这种写法

2.T是type的缩写，T不一定写T，可以写任意字母，比如X，t ……但是习惯写为T

举例：

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); 调用的是同一个函数吗？

答：不是同一个。底层汇编可以看出不是同一个，如果调试时发现走的是同一个函数，其实是编译器的优化导致。

实际上以后swap函数都不用自己写了，库中有模板，直接用就行

3.函数模板的原理

在编译器编译阶段 ，对于模板函数的使用， 编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型 的函数 以供调用。比如： 当用 double 类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，将 T 确定为 double 类型，然后产生一份专门处理 double 类型的代码 ，对于字符类型也是如此。 模板的实例化：

三.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

};

举例：调用 Stack<int> st1; 时，用int替换模板中的T。调用 Stack<double> st1; 时，用double替换模板中的T

// 类模板
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;
}