C++模板学习

来源:互联网 发布:淘宝如何查看开店时长 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 21:24

1、什么是模板

我们已经学过重载(Overloading),对重载函数而言,C++的检查机制能通过函数参数的不同及所属类的不同。正确的调用重载函数。例如,为求两个数的最大值,我们定义MAX()函数需要对不同的数据类型分别定义不同重载(Overload)版本。

//函数1.int max(int x,int y);{return(x>y)?x:y ;}//函数2.float max( float x,float y){return (x>y)? x:y ;}//函数3.double max(double x,double y){return (c>y)? x:y ;}

但如果在主函数中,我们分别定义了 char a,b; 那么在执行max(a,b);时 程序就会出错,因为我们没有定义char类型的重载版本。

现在,我们再重新审视上述的max()函数,它们都具有同样的功能,即求两个数的最大值,能否只写一套代码解决这个问题呢?这样就会避免因重载函数定义不 全面而带来的调用错误。为解决上述问题C++引入模板机制,模板定义:模板就是实现代码重用机制的一种工具,它可以实现类型参数化,即把类型定义为参数, 从而实现了真正的代码可重用性。模版可以分为两类,一个是函数模版,另外一个是类模版。

2、函数模板的写法

函数模板的一般形式如下:

Template <class或者也可以用typename T>返回类型 函数名(形参表){//函数定义体 }

说明: template是一个声明模板的关键字,表示声明一个模板关键字class不能省略,如果类型形参多余一个 ,每个形参前都要加class <类型 形参表>可以包含基本数据类型可以包含类类型.
举个例子:

//Test.cpp#include <iostream>using std::cout;using std::endl;//声明一个函数模版,用来比较输入的两个相同数据类型的参数的大小,class也可以被typename代替,//T可以被任何字母或者数字代替。template <class T>T min(T x,T y){ return(x<y)?x:y;}void main( ){     int n1=2,n2=10;     double d1=1.5,d2=5.6;     cout<< "较小整数:"<<min(n1,n2)<<endl;     cout<< "较小实数:"<<min(d1,d2)<<endl;     system("PAUSE");}

程序分析:main()函数中定义了两个整型变量n1 , n2 两个双精度类型变量d1 , d2然后调用min( n1, n2); 即实例化函数模板T min(T x, T y)其中T为int型,求出n1,n2中的最小值.同理调用min(d1,d2)时,求出d1,d2中的最小值.

3、类模板的写法

定义一个类模板:

emplate < class或者也可以用typename T >class类名{//类定义......};

说明:其中,template是声明各模板的关键字,表示声明一个模板,模板参数可以是一个,也可以是多个。
举个例子

// ClassTemplate.h#ifndef ClassTemplate_HH#define ClassTemplate_HHtemplate<typename T1,typename T2>class myClass{private:     T1 I;     T2 J;public:     myClass(T1 a, T2 b);//Constructor     void show();};//这是构造函数//注意这些格式template <typename T1,typename T2>myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}//这是void show();template <typename T1,typename T2>void myClass<T1,T2>::show(){     cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;}#endif// Test.cpp#include <iostream>#include "ClassTemplate.h"using std::cout;using std::endl;void main(){     myClass<int,int> class1(3,5);     class1.show();     myClass<int,char> class2(3,'a');     class2.show();     myClass<double,int> class3(2.9,10);     class3.show();     system("PAUSE");}

4、非类型模版参数

一般来说,非类型模板参数可以是常整数(包括枚举)或者指向外部链接对象的指针。
那么就是说,浮点数是不行的,指向内部链接对象的指针是不行的。

template<typename T, int MAXSIZE>class Stack{Private:       T elems[MAXSIZE];…};Int main(){       Stack<int, 20> int20Stack;       Stack<int, 40> int40Stack;…};

5、使用模板类型

有时模板类型是一个容器或类,要使用该类型下的类型可以直接调用,以下是一个可打印STL中顺序和链的容器的模板函数

template <typename T>void print(T v){ T::iterator itor; for (itor = v.begin(); itor != v.end(); ++itor) {  cout << *itor << " "; } cout << endl;}void main(int argc, char **argv){ list<int> l; l.push_back(1); l.push_front(2); if(!l.empty())  print(l); vector<int> vec; vec.push_back(1); vec.push_back(6); if(!vec.empty())  print(vec);}

类型推导的隐式类型转换
在决定模板参数类型前,编译器执行下列隐式类型转换:

左值变换
修饰字转换
派生类到基类的转换

见《C++ Primer》([注2],P500)对此主题的完备讨论。

简而言之,编译器削弱了某些类型属性,例如我们例子中的引用类型的左值属性。举例来说,编译器用值类型实例化函数模板,而不是用相应的引用类型。

同样地,它用指针类型实例化函数模板,而不是相应的数组类型。

它去除const修饰,绝不会用const类型实例化函数模板,总是用相应的非 const类型,不过对于指针来说,指针和 const 指针是不同的类型。

底线是:自动模板参数推导包含类型转换,并且在编译器自动决定模板参数时某些类型属性将丢失。这些类型属性可以在使用显式函数模板参数申明时得以保留。

6、模板的特化

如果我们打算给模板函数(类)的某个特定类型写一个函数,就需要用到模板的特化,比如我们打算用 long 类型调用 max 的时候,返回小的值(原谅我举了不恰当的例子):
template<> // 这代表了下面是一个模板函数
long max( long a, long b ) // 对于 vc 来说,这里的 是可以省略的
{
return a > b ? b : a;
}
实际上,所谓特化,就是代替编译器完成了对指定类型的特化工作,现代的模板库中,大量的使用了这个技巧。
对于偏特化,则只针对模板类型中部分类型进行特化,如

template

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