c++模板的初步認知-創(chuàng)新互聯(lián)

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一、需求引入：

缺點顯而易見：

二、模板

三、函數(shù)模板

1、class與struct區(qū)別

2、例一：add函數(shù)

3、 例一的優(yōu)化：一般都使用const萬能引用

4、const引用回顧

四、函數(shù)模板參數(shù)實例化

1、add函數(shù)的調(diào)試編譯

2、更多參數(shù)的引入

一、使用強轉(zhuǎn)使，int改為一個double類型

二、多使用一個模板參數(shù)（隱式實例化）

三、使用顯示實例化 （會進行隱式類型轉(zhuǎn)換）

3、小結(jié)：

五、模板參數(shù)的使用規(guī)則

六、函數(shù)模板 編譯原理

實例：復數(shù)的運算(匿名函數(shù)的返回)

①例一：

②加入了運算符重載（返回值推薦使用匿名對象）

七、類模板

一、需求引入：

我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)一個滿足不同種類型的通用交換函數(shù)？

寫上不同種類型的重載函數(shù)？顯然所需要的精力和需求滿足不適宜。如下還需要其他多種類型的重載函數(shù)的書寫

缺點顯而易見：

①重載的函數(shù)僅僅是類型不同，代碼復用率比較低

②代碼的可維護性比較低

void swap(int left, int right)
{
	int temp = right;
	right = left;
	left = temp;
}void swap(double left, double right)
{
	double temp = right;
	right = left;
	left = temp;
}void swap(char left, char right)
{
	char temp = right;
	right = left;
	left = temp;
}
二、模板

如果可以使用一個模具，我只需要填充我所需要放入的不同材料（類型）來達到我刻印出來不同類型的方法。

如下我只需要填入不同的類型，就可以得到我所需要的對應方法。

c++中的模板分為函數(shù)模板與類模板

三、函數(shù)模板

來看下面這段代碼：

templatevoid swap(T& left, T& right)
{
	T temp = right;
	right = left;
	left = temp;
}
templatevoid swap(T& left, T& right)
{
	T temp = right;
	right = left;
	left = temp;
}

templatevoid Print(T date1, S date2, U date3)
{
	cout<< date1<< endl;
	cout<< date2<< endl;
	cout<< date3<< endl;
}

template函數(shù)模板的引入使其能夠根據(jù)傳入?yún)?shù)的類型來自己判斷T的類型。

此處的typename可以替換為class，那么我們又學到了class與struct的第二個區(qū)別了

1、class與struct區(qū)別

①是在類中定義時的默認訪問權(quán)限不同（struct為public，class為private）

②模板參數(shù)列表只能用class聲明，不能使用struct/

2、例一：add函數(shù)

3、 例一的優(yōu)化：一般都使用const萬能引用

（const引用是萬能引用）

我們知道如果傳入的參數(shù)是一個自定義類型的參數(shù)，那么我們就需要對參數(shù)進行拷貝構(gòu)造，這顯然降低了我們代碼的效率，所以我們可以選擇傳引用，來解決這個問題。

可是這一優(yōu)化，卻帶來了編譯報錯的問題，這時候這里的引用需要更改為const類型的引用

4、const引用回顧

上篇中為啥使用了const就解決了問題呢？

我們先來回顧一個const引用：看一下這個代碼：

下面這個代碼中用ar引用 a沒問題，可是用br引用一個const修飾的變量b時，出現(xiàn)了問題，

因為在c++中由const修飾的變量就成為了一個常量了，（c語言中const修飾后是一個不能更改的變量）

一個常量使用一個可能被修改的別名br來引用，因此違背了我b是一個常量的原則。

所以引發(fā)錯誤。

那我們上面的add函數(shù)在傳參時傳遞了倆個常量參數(shù)（10,20），然而引用上卻使用了一個可能被修改的參數(shù)就會發(fā)生錯誤，因此這里的引用參數(shù)需要被const限定符修飾。

四、函數(shù)模板參數(shù)實例化

函數(shù)模板：該函數(shù)模板與類型無關，在使用時被參數(shù)化，根據(jù)實參類型產(chǎn)生函數(shù)的待定類型版本

函數(shù)模板不是函數(shù)，是一個模具、是一個規(guī)則

是編譯器根據(jù)實例化結(jié)果推演出的類型生成處理具體類型代碼的一個規(guī)則

1、add函數(shù)的調(diào)試編譯

使用typid（T）.name（）來查看所轉(zhuǎn)化的參數(shù)類型結(jié)果。

2、更多參數(shù)的引入

看下面這個代碼出現(xiàn)的問題，想到傳入一個int類型與一個double類型的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)卻無法實現(xiàn)，因為編譯器為了安全性不會去猜這個所傳入的參數(shù)到底是int還是double。

解決：

一、使用強轉(zhuǎn)使，int改為一個double類型

二、多使用一個模板參數(shù)（隱式實例化）

隱式實例化：沒有明確指出模板參數(shù)的類型，需要編譯器對實參類型進行推演

???? 編譯器不會進行隱式類型轉(zhuǎn)換

進行函數(shù)模板實例化

可以根據(jù)調(diào)用參數(shù)的類別進行自己識別，10-int,20-int編譯器會推演出int類型的add函數(shù)

????????????????????????????????? 1.2-double，3.4-double編譯器會推演出double類型的add函數(shù)

?????????????????????????????????? ‘a(chǎn)’ -char ‘b’-char編譯器會推演出char類型的add函數(shù)

另外可以寫入多個模板參數(shù)。

三、使用顯示實例化 （會進行隱式類型轉(zhuǎn)換）

3、小結(jié)：

五、模板參數(shù)的使用規(guī)則

①同名的模板函數(shù)可以和一個非模板函數(shù)同時存在

templateT Add(const T& left,const T& right)
{
	return left + right;
}
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
    // 直接調(diào)用普通函數(shù)
	Add(1, 2);		// 如果有類型完全匹配的方法則直接調(diào)用，不需要讓編譯器根據(jù)模板生成
	
    // 以下倆種方法調(diào)用模板函數(shù)
    Add(1, 2);	// 顯示實例化
	Add<>(1, 2);	// 隱式實例化 告訴編譯器根據(jù)模板來生成對應類型的int
	return 0;
}

② 對于非模板函數(shù)和模板函數(shù)，在調(diào)用時會優(yōu)先調(diào)用非模板函數(shù)而不會從模板函數(shù)中實例化。

如果模板可以產(chǎn)生一個更好的具有更好匹配的函數(shù)，那么將選擇模板

③模板函數(shù)不允許自動類型轉(zhuǎn)換，但普通函數(shù)可以進行自動類型轉(zhuǎn)換

六、函數(shù)模板 編譯原理

在參數(shù)實例化之前，只是對模板進行簡單的語法檢測

在參數(shù)實例化之后，根據(jù)用戶對函數(shù)模板的實例化結(jié)果來生成處理對類型的代碼，并對這些代碼進行再次編譯。

實例：復數(shù)的運算(匿名函數(shù)的返回)

看下部分這段代碼，采用了上部分模板函數(shù)的使用，可是無法指明所需要對應的加的對象，需要進行更新

①例一：

②加入了運算符重載（返回值推薦使用匿名對象）

一二倆步都可以達到目標，一使用的是構(gòu)造一個臨時對象來保存加和之后的值，不僅需要進行一次構(gòu)造函數(shù)，還會進行一步ret結(jié)果的拷貝構(gòu)造，而二使用的是匿名對象的返回，可以直接返回加和之后的結(jié)果，少了一次拷貝構(gòu)造。因此能使用匿名對象返回的盡量使用匿名對象返回，因為這樣會少調(diào)用一次拷貝構(gòu)造，效率得到了提高。

七、類模板

類模板實例化與函數(shù)模板實例化不同，類模板實例化需要在類模板名字后跟<>，然后將實例化的類型放在<>中即可，類模板名字不是真正的類，而實例化的結(jié)果才是真正的類

編譯器會根據(jù)所需要定義和插入的數(shù)據(jù)類型來進行自我推演，推演出合適的對象類型。

#includeusing namespace std;

templateclass SeqList
{
public:
	SeqList(size_t cap = 10)
		: _array(nullptr)
		, _capacity(cap == 0 ? 3 : cap)
		, _size(0)
	{
		_array = new T[10];
	}

	void Push(const T& date)
	{
		_array[_size] = date;
		_size++;
	}

	void Pop()
	{
		if (Empty())
			return;
		else
			_size--;
	}

	bool Empty()
	{
		return 0 == _size;
	}

	~SeqList()
	{
		if (_array)
		{
			delete[] _array;
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}

	// 類內(nèi)聲明 類外定義
	T& Front();
	T& Back();

private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

templateT& SeqList::Front()
{
	return _array[0];
}

// 此處的SeqList為類模板
// SeqList才是類型
templateT& SeqList::Back()
{
	return _array[_size - 1];
}

int main()
{
	// SeqList不是一個類，而是一個類模板
	// SeqLits才是真正的類型
	SeqLists1;	
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);

	SeqLists1;
	s1.Push(1.1);
	s1.Push(2.2);
	s1.Push(3.3);
	s1.Push(4.4);
	return 0;
}
八、知識點辨析

1、類模板與模板類

可以看后置的賓語來判斷 類模板為一個模板

??????????????????????????? ? 模板類為一個類 是一個實例 也就是模板實例化后的一個產(chǎn)物

2、類模板的成員函數(shù)均為模板函數(shù)（√）

起初我以為模板函數(shù)只有存在template的才為模板函數(shù)，顯然是錯誤的，因為一個類模板能夠成為模板，他的類內(nèi)成員函數(shù)也均能夠被實例化。

3、

4、D. 模板類跟普通類以一樣的，編譯器對它的處理時一樣的（×）

模板函數(shù)的處理分為倆個階段：

①實例化之前，只是對模板進行簡單的語法檢測

②實例化之后，根據(jù)用戶對函數(shù)模板的實例化結(jié)果來生成處理對應類型的代碼，并對這些代碼進行再次編譯。

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當前文章：c++模板的初步認知-創(chuàng)新互聯(lián)
URL鏈接：http://muchs.cn/article32/dspdsc.html

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