C++之泛型編程-創(chuàng)新互聯(lián)

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模板

模板的特點

函數(shù)模板

前言

函數(shù)模板的使用方式

函數(shù)模板具體案例

使用模板的注意事項

普通函數(shù)與函數(shù)模板間的區(qū)別

具體案例

普通函數(shù)與函數(shù)模板調(diào)用規(guī)則

模板的局限性

具體化模板

類模板

前言

類模板與函數(shù)模板的區(qū)別

類模板中成員函數(shù)創(chuàng)建時機

類模板對象做函數(shù)的參數(shù)

傳入方式

具體案例

類模板與繼承

前言

子類指定具體類型案例

子類不指定具體類型案例

類模板成員函數(shù)的類外實現(xiàn)

類模板分文件編寫

1.直接包含源文件

2.將.h和.cpp文件中的內(nèi)容寫到一起，后將后綴名改為.hpp文件

類模板與友元

模板

前言：

C++中相對于面向對象的另一種編程思想就是泛型編程，主要利用的技術就是模板
C++提供了兩種模板機制（函數(shù)模板和類模板）

概念：模板就是建立通用的模具，大大提高復用性

模板的特點

模板不可以直接使用，它只是一個框架
模板通用性很強，但是并不是萬能的

使用模板的目的：提高復用性，將類型參數(shù)化?

函數(shù)模板前言

作用：建立一個通用函數(shù)，其函數(shù)返回值類型和形參類型可以不具體制定，用一個虛擬的類型來代表

語法：

//聲明一個模板，告訴編譯器后面代碼中緊跟著的T不要報錯，T是一個通用的數(shù)據(jù)類型
template函數(shù)聲明或函數(shù)定義

解釋：

template：聲明創(chuàng)建模板
typename：表明其后面的符號為一種數(shù)據(jù)類型（該關鍵字也可以用class代替）
T：通用的數(shù)據(jù)類型；名稱可以替換，通常為大寫字母。

函數(shù)模板的使用方式

自動類型推導：向交換模板函數(shù)中傳遞的參數(shù)的類型會被自動解析
顯示指定類型：指定模板的具體數(shù)據(jù)類型

函數(shù)模板具體案例

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includeusing namespace std;
//函數(shù)模板
template//通用交換函數(shù)模板
void mySwap(T& a, T& b) {
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
void main() {
	int a = 10;
	int b = 20.0;
	//自動類型推導（a和b的數(shù)據(jù)類型會被自動解析）
	mySwap(a, b);
	cout<< "a:"<< a<< "\tb:"<< b<< endl;
	//顯式指定類型（為模板參數(shù)）
	mySwap(a,b);
	cout<< "a:"<< a<< "\tb:"<< b<< endl;
}

使用模板的注意事項

在函數(shù)中，若多個參數(shù)使用模板，那么自動類型推導必須推導出一致的數(shù)據(jù)類型才可以使用
模板必須確定出T的數(shù)據(jù)類型才可以使用

普通函數(shù)與函數(shù)模板間的區(qū)別

普通函數(shù)調(diào)用時可以發(fā)生自動類型轉換（隱式類型轉換）；函數(shù)模板調(diào)用時，若利用自動類型推導，則不會發(fā)生隱式類型轉換，但若利用顯式指定類型的方式則可以發(fā)生隱式類型轉換

具體案例

#includeusing namespace std;
templateT myAdd(T a, T b) {
	return a + b;
}
void main() {
	int a = 10;
	char c = 'c';
	//自動類型推導
	//cout<< myAdd(a, c)<< endl;//報錯，參數(shù)類型的指定必須一致，不能自動類型轉換
	//隱式指定類型
	cout<< myAdd(a, c)<< endl;
	//明確說明T的類型為int，傳入的參數(shù)是int類型直接傳，不是int類型則使用隱式類型轉換轉為int類型
}

普通函數(shù)與函數(shù)模板調(diào)用規(guī)則

1.若函數(shù)模板與普通函數(shù)都可以調(diào)用，則優(yōu)先調(diào)用普通函數(shù)

void myPrint(int a, int b) {
	cout<< "調(diào)用普通函數(shù)"<< endl;
}
templatevoid myPrint(T a, T b) {
	cout<< "調(diào)用函數(shù)模板"<< endl;
}
void main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b);//調(diào)用普通函數(shù)
}

2.可以通過空模板參數(shù)列表的方式來強制調(diào)用函數(shù)模板

//只寫了函數(shù)聲明，沒寫函數(shù)實現(xiàn)
void myPrint(int a, int b);
templatevoid myPrint(T a, T b) {
	cout<< "調(diào)用函數(shù)模板"<< endl;
}
void main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	//通過空模板的參數(shù)列表強制調(diào)用函數(shù)模板
	myPrint<>(a, b);
}

3.模板也可以實現(xiàn)函數(shù)重載

templatevoid myPrint(T a, T b) {
	cout<< "調(diào)用函數(shù)模板1"<< endl;
}
//重載函數(shù)模板
templatevoid myPrint(T a, T b, T c) {
	cout<< "調(diào)用函數(shù)模板2"<< endl;
}
void main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;
	//調(diào)用函數(shù)模板1
	myPrint(a, b);
	//調(diào)用函數(shù)模板2
	myPrint(a, b, c);
}

4.如果函數(shù)模板可以產(chǎn)生更好的匹配，則優(yōu)先使用函數(shù)模板

void myPrint(int a, int b) {
	cout<< "調(diào)用普通函數(shù)"<< endl;
}
templatevoid myPrint(T a, T b) {
	cout<< "調(diào)用函數(shù)模板"<< endl;
}
void main() {
	char a = 'a';
	char b = 'b';
	//調(diào)用函數(shù)模板
	myPrint(a, b);
}

注意：若提供了函數(shù)模板，那么最好就不要提供普通函數(shù)，否則容易出現(xiàn)二義性

模板的局限性

templatevoid func(T a, T b) {
	a = b;
}

注意：模板并不是萬能的，該模板函數(shù)有一個局限性，若傳入的a和b是一個數(shù)組，那么就無法實現(xiàn)了

具體化模板

class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};
templatebool myCompare(T& a, T& b) {
	if (a == b) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}
//利用具體化(template<>)的Person版本來實現(xiàn)代碼，具體化優(yōu)先調(diào)用
template<>bool myCompare(Person & a, Person & b) {
	if (a.m_Age == b.m_Age && a.m_Name == b.m_Name) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}
void main() {
	Person p1("Tom", 10);
	Person p2("Tom", 10);
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret) {
		cout<< "p1==p2"<< endl;
	}
	else {
		cout<< "p1!=p2"<< endl;
	}
}

解釋：模板的類型若為Person類型，那么自動調(diào)用具體化了的方法?

類模板前言

作用：建立一個通用的類，類中的成員，數(shù)據(jù)類型可以不具體指定，用一個虛擬的類型來代表

語法：?

template類

解釋：

template：聲明創(chuàng)建模板
typename：表明其后面帶符號的是一種數(shù)據(jù)類型（也可以用class替換）
T：通用的數(shù)據(jù)類型，名稱可以替換，通常為大寫字母

類模板與函數(shù)模板的區(qū)別

1.類模板沒有自動類型推導的使用方式

templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};
void main() {
	//類模板的使用（顯式指定類型）
	Personp("葉秋", 25);
	cout<< "p的name："<< p.m_Name<< endl<< "p的age："<< p.m_Age<< endl;
}

2.類模板在模板參數(shù)列表中可以有默認參數(shù)

//int為類模板的默認參數(shù)
templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};
void main() {
	//類模板默認參數(shù)的使用
	Personp("葉秋", 25);
	cout<< "p的name："<< p.m_Name<< endl<< "p的age："<< p.m_Age<< endl;
}

類模板中成員函數(shù)創(chuàng)建時機

普通類中的成員函數(shù)一開始就可以創(chuàng)建
類模板中的成員函數(shù)在調(diào)用時才可以創(chuàng)建

類模板對象做函數(shù)的參數(shù) 傳入方式

指定傳入類型——直接顯示對象的數(shù)據(jù)類型
參數(shù)模板化——將對象中的參數(shù)變?yōu)槟０暹M行傳遞
整個類模板化——將這個對象類型模板化進行傳遞

具體案例

templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	void showPerson() {
		cout<< "姓名："<< this->m_Name<< "\t年齡："<< this->m_Age<< endl;
	}
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};
//指定傳入類型
void printPerson1(Person&p) {
	p.showPerson();
}
//參數(shù)模板化
templatevoid printPerson2(Person&p) {
	p.showPerson();
}
//整個類模板化
templatevoid printPerson3(P &p) {
	p.showPerson();
}
void main() {
	Personp("孫悟空", 100);
	printPerson1(p);
	printPerson2(p);
	printPerson3(p);
}

類模板與繼承前言

當子類繼承的父類是一個類模板時，子類在聲明的時候需要指定父類的類型
若不指定具體的類型，那么編譯器無法給予子類分配內(nèi)存
若想靈活指定父類中T的類型，子類也需要變成類模板

子類指定具體類型案例

templateclass Base {
	T m;
};
class Son:public Base{};

子類不指定具體類型案例

templateclass Base {
	T m;
};
templateclass Son:public Base{};

類模板成員函數(shù)的類外實現(xiàn)

templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age);
	void showPerson();
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};
//構造函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatePerson::Person(NameType name,AgeType age){
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}
//成員函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatevoid Person::showPerson() {
	cout<< "姓名："<< this->m_Name<< "\t年齡："<< this->m_Age<< endl;
}

注意：類模板中的成員函數(shù)類外實現(xiàn)時需要加上模板的參數(shù)列表

類模板分文件編寫 1.直接包含源文件

person.h文件內(nèi)

#pragma once
#includeusing namespace std;
templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age);
	void showPerson();
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

person.cpp文件內(nèi)

#include "person.h"
//構造函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatePerson::Person(NameType name, AgeType age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}
//成員函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatevoid Person::showPerson() {
	cout<< "姓名："<< this->m_Name<< "\t年齡："<< this->m_Age<< endl;
}

執(zhí)行文件內(nèi)

//這里必須包含.cpp文件方可
#include "person.cpp"
void main() {
	Personp("lili", 18);
	p.showPerson();
}

執(zhí)行文件不可以包含.h文件必須包含.cpp問件原因：類模板中的成員函數(shù)在調(diào)用時才可以創(chuàng)建

2.將.h和.cpp文件中的內(nèi)容寫到一起，后將后綴名改為.hpp文件

person.hpp文件內(nèi)

#pragma once
#includeusing namespace std;
templateclass Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age);
	void showPerson();
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

//構造函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatePerson::Person(NameType name, AgeType age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}
//成員函數(shù)的類外實現(xiàn)
templatevoid Person::showPerson() {
	cout<< "姓名："<< this->m_Name<< "\t年齡："<< this->m_Age<< endl;
}

執(zhí)行文件內(nèi)

//這里必須包含.hpp文件
#include "person.hpp"
void main() {
	Personp("lili", 18);
	p.showPerson();
}

類模板與友元

1.全局函數(shù)類內(nèi)實現(xiàn)，直接在類內(nèi)聲明友元即可

templateclass Person {
	//全局函數(shù)類內(nèi)實現(xiàn)
	friend void printPerson(Personp) {
		cout<< "姓名："<< p.m_Name<< "\t年齡："<< p.m_Age<< endl;
	}
public:
	Person(T1 name, T2 age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};
void main() {
	Personp("lili", 18);
	printPerson(p);
}

2.全局函數(shù)類外實現(xiàn)，需要讓編譯器知道該全局函數(shù)的存在

//編譯器需要先知道printPerson函數(shù)的存在以及Person類的存在
template< class T1, class T2 >class Person;
templatevoid printPerson(Person< T1, T2 >p) {
	cout<< "姓名："<< p.m_Name<< "\t年齡："<< p.m_Age<< endl;
}
templateclass Person {
	//全局函數(shù)類外實現(xiàn)
	//加空模板參數(shù)列表證明他是個模板函數(shù)
	//若全局函數(shù)是類外實現(xiàn)，需要讓編譯器提前知道這個函數(shù)的存在
	friend void printPerson<>(Personp);
public:
	Person(T1 name, T2 age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};
void main() {
	Personp("lili", 18);
	printPerson(p);
}

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