C++基础-模板编程

模板编程/泛型编程：独立于特定类型的编码方式。

函数模板

模板声明

template <模板形参表> 函数返回类型 函数(形参表);

模板形参表不能为空

模板实例化

函数(实参表)

产生模板特定类型实例的过程成为实例化

调用函数模板与调用函数完全一致。

函数模板不指定模板参数类型，可以通过实参自动推导模板参数类型。

优化

把参数值传递改为引用传递，避免类对象默认调用复制构造函数。

把函数改成‘inline’内联函数，可以避免函数调用造成的开销

模板本质是在编译阶段的替换操作

模板形参表不能为空。

产生模板特定类型事例的过程称为实例化

调用函数模板与调用函数完全一致

类模板

模板声明

template <模板形参表> class 类名;

模板定义

template <模板形参表>

class 类名 {}

模板实例化

template <模板实参表> 对象;

模板参数表：多个模板参数之间‘，’分割。

‘模板参数，模板参数、、、’

模板参数

类型形参

‘class 类型形参’或者‘typename 类型形参’

非类型模板参数

‘template <类型 形参>’

非类型模板参数必须是整形外部链接(静态)的指针类型，不能是浮点型、类对象、内部链接(堆、栈)的指针类型

注意：类模板的声明与实现必须放在一个文件内，或者声明文件使用‘#include’方式包含实现文件

类模板的声明与实现是不能够分开写。

模板实例化：具体类型代替模板参数的过程。

模板特化：模板实例化后的实体（类、函数）。

模板参数推导/推演：由模板实参类型确定模板形参的过程。

类模板参数允许自动类型转换（隐式转换）

函数模板参数不允许自动类型转换（隐式转换）

函数模板实参类型不一致问题

template <typename T>
inline const T& Max(const T& a,const T& b){
return a>b?a:b;
}

模板实例化时，

Max(2,2.4);

参数推导会出现模板实参类型‘int’与‘double’不一致的错误。

解决方法：

1 . 每个模板参数独立类型

template <typename T, typename U> inline const T& Max(const T& a,const  U& b){
return a>b?a:b;
}

2 . 显示指定模板实参类型

Max<int>(2,2.4)

3 .实参强制类型转换

Max(2,static_cast<int>(2.4));

重载函数模板

1. 非模板函数重载函数模板

函数名相同，参数列表不同。并且函数模板可以实例化出这个非模板函数

template <typename T>
inline const T& Max(const T& a,const T& b){
return a>b?a:b;
}

非模板函数重载

inline int Max(int a,int b){
return a>b?a:b;
}

调用

Max(1.0,2.0);
Max('1',2);

说明

非模板函数与函数模板实参相同情况下，优先调用非模板函数。

‘Max<>’表示强制使用模板

非模板函数参数可以隐式转换，函数模板不可以。

函数模板重载

模板函数名相同，参数个数不同

函数模板重载

template <typename T>
inline const T& Max(const T& a,const T& b,const T& c){
return Max(a,Max(b,c));
}

Max(1,2,3);

特化

* 指针类型重载函数模板（函数模板重载）

template <typename T>
inline T const* const& Max(T const* const& a,T const* const b){
return *a>*b?a:b;
}

字符串指针类型重载函数模板（非函数模板重载）

inline char const* const& Max(char const* const& a,char const){
return strcmp(a,b)> 0?a:b;
}

整型引用重载函数模板

inline int const& Max(int const& a,int const& b){
return a>b?a:b;
}

参数个数不同或者显示指定模板参数

技巧

函数模板参数尽量使用引用类型‘const &’

例如

template <typename T> inline const T& Max(const T& a,const T& b){
return a>b?a:b;
}

函数模板实例显示指定模板实参可以显示指定模板实参，也可以不指定（类型自动推导），模板实例化必须指定

类模板：不完整的类，一个或者多个成员类型未确定。

函数模板：不完整的函数，一个或者多个参数类型未确定。

成员函数：只有调用时才会被实例化。

静态成员：每次类模板实例化，都会被实例化。

类实例化成为对象，类模板实例化成类。

特化：具体指定类模板的全部模板参数的类型。

局部特化：具体指定类模板的部分模板参数的类型

类模板特化，每个成员函数必须重新定义

类模板特化，相当于函数模板的重载。