C++模板初阶
泛型编程
浅浅写一个交换函数：
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;
}使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
- 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函 数
- 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错
那能否告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢？
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。
函数模板
使用
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。
模板格式：
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>举例：
template<typename T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
Swap(a, b);
cout << "a=" << a << " " << "b=" << b << endl;
double c = 1.1, d = 2.2;
Swap(c, d);
cout << "c=" << c << " " << "d=" << d << endl;
return 0;
}运行结果：
上述代码可见，我们写一个交换函数，就可以实现不同类型的变量，实现函数的功能。
在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，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。
函数模板的实例化
显式实例化：在函数名后的<>中指定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 = 10.11, d2 = 20.22;
cout << Add(a1, a2) << endl;
cout << Add(d1, d2) << endl;
//存在歧义的解决方法
cout << Add(a1, (int)d2) << endl;
cout << Add((double)a1, d2) << endl;
//显示实例化
cout << Add<int>(a1, d2) << endl;
cout << Add<double>(a1, d2) << endl;
return 0;
}下面的语句无法通过编译，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。
Add(a1, a2);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Add(a1, d1);
模板参数的匹配原则
- 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
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
}- 对于非模板函数和同名函数模板，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
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
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函数
}- 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换
类模板
类模板定义格式：
template<class T>
class Stack
{
public:
// ...
private:
T* _a;
int _top;
int _capacity;
};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。
Stack<int> s1;
Stack<double> s2;本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2024-07-26，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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