c++泛型编程(代码片段)

「已注销」 「已注销」     2022-12-11     535

关键词:

目录

1.什么是泛型编程?

比如说,我们如何实现一个通用的交换函数呢?int型、double型、char型的交换

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;

......

虽然我们可以使用函数重载来实现,但是有一下几个不好的地方:
(1)重载的函数仅仅只是类型不同,代码的复用率比较低,当新类型出现时,就需要增加对应的函数。
(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。

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。包括函数模板和类模板。

前面我们介绍的vector,list,map都是一种数据结构容器,
容器本身的存储结构不同,各容器中存在的数据类型也可以不同。
但我们在访问这些容器中数据时,拥有相同的方式。
这种方式就叫做“泛型编程”,顾名思义,不同的类型采用相同的方式来操作。

2.函数模板

(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 T1, typename T2,......,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表)
//typename是用来定义模板参数关键字,也可以使用class(切记:不能使用struct代替class)
template<typename T>
void Swap(T& left , T& right)

	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;

(3)函数模板的原理

函数模板是一个蓝图,它本身并不是函数,是编译器通过使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。

在编译器编译阶段,对于函数模板的使用,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。

(4)函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时,称为函数模板的实例化。

模板参数实例化分为:隐式实例化和显式实例化。

1)隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)

	return left + right;

int main()

	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	Add(a1, a2);
	Add(d1, d2);
/*
Add(a1, d1);
该语句不能通过编译,因为在编译期间,当编译器看到该实例化时,需要推演其实参类型
通过实参a1将T推演为int,通过实参d1将T推演为double类型,但模板参数列表中只有一个T,
编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
注意:在模板中,编译器一般不会进行类型转换操作,因为一旦转化出问题,编译器就需要背黑锅
*/
// 此时有两种处理方式:1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化
Add(a1, (int)d1);
return 0;

2)显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

int main(void)

	int a = 10;
	double b = 20.0;
	// 显式实例化
	Add<int>(a, b);
	return 0;
	//如果类型不匹配,编译器会尝试进行隐式类型转换,如果无法转换成功编译器将会报错。

(5)模板参数的匹配原则

1)一个非模板函数可以和一个同名的模板函数同时存在,而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数。

int Add(int left, int right)  // 专门处理int的加法函数

	return left + right;


template<class T>  // 通用加法函数
T Add(T left, T right)

	return left + right;

void Test()

	Add(1, 2); // 与非模板函数匹配,编译器不需要特化
	Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本

2)对于非模板函数和同名模板函数,如果其他条件都相同,在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数, 那么将选择模板。

int Add(int left, int right)  // 专门处理int的加法函数

	return left + right;


template<class T1, class T2>  // 通用加法函数
T1 Add(T1 left, T2 right)

	return left + right;


void Test()

Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配,不需要函数模板实例化
Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本,编译器根据实参生成更加匹配的Add函

3.类模板

(1)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
;
// 动态顺序表
// 注意:Vector不是具体的类,是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector

public :
	Vector(size_t capacity = 10)
	: _pData(new T[capacity])
	, _size(0)
	, _capacity(capacity)

// 使用析构函数演示:在类中声明,在类外定义。
	~Vector();
	void PushBack(const T& data)void PopBack()// ...
	size_t Size() return _size;
	T& operator[](size_t pos)
	
		assert(pos < _size);
		return _pData[pos];
	
private:
	T* _pData;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
;
// 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;

(2)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。

// Vector类名,Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;

模板和泛型编程c++(代码片段)

第16章模板和泛型编程已经学习了标准容器,我们就会产生好奇,为什么它可以存储任意类型呢?向自定义的函数的形参与实参都是有着严格的类型匹配,面向对象编程和泛型编程都能处理在编写程序时不知道类型的情... 查看详情

模板和泛型编程c++(代码片段)

第16章模板和泛型编程已经学习了标准容器,我们就会产生好奇,为什么它可以存储任意类型呢?向自定义的函数的形参与实参都是有着严格的类型匹配,面向对象编程和泛型编程都能处理在编写程序时不知道类型的情... 查看详情

[c++潜心修炼]模版与泛型编程(代码片段)

文章目录泛型编程模版的基本介绍作用一:函数模版作用二:类模版总结泛型编程​可谓人如其名,泛着一词,就说明了通用,之前写代码的时候是不是逻辑一样但是参数不一样就需要在拷贝一份,修改变... 查看详情

c++——初识模板(代码片段)

文章目录泛型编程函数模板函数模板概念函数模板格式函数模板的原理函数模板的实例化模板参数的匹配原则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:编写与类型无关的通用代码,是代码复用的一种... 查看详情

c++标准容器库与泛型编程(代码片段)

文章目录STL六大组件容器分类Hash与红黑树的区别分配器(allocator)STL设计模式OOP和GP模板特化malloc分配内存的一点东西容器listIterator遵循原则vectordeque红黑树容器set和multiset容器map和multimaphashtable(哈希表)迭代器的分类算法... 查看详情

c++师傅领进门,修行靠个人第七篇:c++模板(代码片段)

...录1基本概念2函数模板介绍3类模板介绍1基本概念模板是泛型编程的基础,泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。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... 查看详情

c++师傅领进门,修行靠个人第七篇:c++模板(代码片段)

...录1基本概念2函数模板介绍3类模板介绍1基本概念模板是泛型编程的基础,泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。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... 查看详情

c++模板详解:泛型编程模板原理非类型模板参数模板特化分离编译(代码片段)

文章目录1.泛型编程2.函数模板概念函数模板的原理函数模板的实例化隐式实例化显式实例化模板参数的匹配原则3.类模板(1)类模板的定义格式(2)类模板的实例化4.非类型模板参数5.模板特化(1)函数模板的特化(2࿰... 查看详情

模板和泛型编程c++(代码片段)

第16章模板和泛型编程已经学习了标准容器,我们就会产生好奇,为什么它可以存储任意类型呢?向自定义的函数的形参与实参都是有着严格的类型匹配,面向对象编程和泛型编程都能处理在编写程序时不知道类型的情... 查看详情

c++泛型编程(代码片段)

目录1.什么是泛型编程?2.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(4)函数模板的实例化1)隐式实例化:让编译器根据实参推演模板参数的实际类型2)显式实例化:在函数名后的<>中指定模板参数... 查看详情

c++模板(函数模板/类模板)(代码片段)

文章目录一.泛型编程二.函数模板(1).函数模板的实例化(2).非类型模板参数三.类模板(1).类模板的成员函数(2).非类型模板参数四.模板的特化(1).函数模板特化(2).类模板特化五.模板不支持分离编译一.泛型编程在引入泛型编程之前,... 查看详情

c++模板(函数模板/类模板)(代码片段)

文章目录一.泛型编程二.函数模板(1).函数模板的实例化(2).非类型模板参数三.类模板(1).类模板的成员函数(2).非类型模板参数四.模板的特化(1).函数模板特化(2).类模板特化五.模板不支持分离编译一.泛型编程在引入泛型编程之前,... 查看详情

c++之模板初阶(代码片段)

模板初阶泛型编程在计算机程序设计领域,为了避免因数据类型的不同,而被迫重复编写大量相同业务逻辑的代码,人们发展的泛型及泛型编程技术。什么是泛型呢?实质上就是不使用具体数据类型(例如int... 查看详情

c++模板(代码片段)

...模板,是一种参数化类型机制,大体对应于java和C#中的泛型,但也有一些功能上的显著差异(C++模板支持后两者没有明确对应的模板模板参数和模板非类型参数,但不支持Java的通配符以及C#的泛型类型约束)。模板是C++的泛型... 查看详情

c++初阶---模板入门(代码片段)

模板入门@[TOC](模板入门)泛型编程函数模板概念模板函数实例化隐式实例化显式实例化模板函数匹配类模板泛型编程有如下代码:voidSwap(int&left,int&right) inttemp=left; left=right; right=temp;当我们想调用其他类型的... 查看详情

c++模板初阶(代码片段)

文章目录泛型编程函数模板函数模板概念函数模板格式函数模板的原理函数模板的实例化模板参数的匹配原则类模板类模板的定义格式类模板的实例化泛型编程如何实现一个通用的交换函数呢?//交换int类型的数据voidSwap(int&a... 查看详情

c++基础学习笔记(代码片段)

...、不规则的编程语言,支持过程化编程、面向对象编程和泛型编程。二、基本语法1、注释#include<iostream>usingnamespacestd;intmain()/*这是注释*//*C++注释也可以*跨行*///单行注释cout<<"HelloWorld!";//输出HelloWorld!//此外,可以 查看详情

c++模板详解(代码片段)

...前面:函数模板是通用的函数描述,也就是说,它们使用泛型来定义函数,其中的泛型可用具体的类型(如int或double)替换。通过将类型作为参数传递给模板,可使编译器生成该类型的函数。由于模板允许以泛型(而不是具体类型)... 查看详情