【C++】模版【初阶】

前言 本篇博客我们先来了解一些C++有关模版的知识，方便我们之后STL一些库的学习。 💓 个人主页：小张同学zkf ⏩ 文章专栏：C++ 若有问题 评论区见📝 🎉欢迎大家点赞👍收藏⭐文章

1.泛型编程

我们先来看三个函数

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：

1. 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

2. 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？

如果在 C++ 中，也能够存在这样一个 模具 ，通过给这个模具中 填充不同材料 ( 类型 ) ，来 获得不同

材料的铸件 ( 即生成具体类型的代码） ，那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好，我们只

需在此乘凉。

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 。

2.函数模版

2.1 函数模板概念

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。

2.2函数模版格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn> 返回值类型 函数名 ( 参数列表 ){}

template < typename T > void Swap ( T & left , T & right ) { T temp = left ; left = right ; right = temp ; }

注意： typename 是 用来定义模板参数 关键字 ， 也可以使用 class ( 切记：不能使用 struct 代替 class)

2.3函数模版的原理

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。

所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器

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。

2.4函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时 ，称为函数模板的 实例化 。模板参数实例化分为： 隐式实例化

和显式实例化 。

1. 隐式实例化：让编译器根据实参推演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 = 10.0 , d2 = 20.0 ; Add ( a1 , a2 ); Add ( d1 , d2 ); /* 该语句不能通过编译，因为在编译期间，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 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); */ // 此时有两种处理方式： 1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化 Add ( a , ( int ) d ); return 0 ; }

2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

int main ( void ) { int a = 10 ; double b = 20.0 ; // 显式实例化 Add < int > ( a , b ); return 0 ; }

如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

2.5 模板参数的匹配原则

1. 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

2. 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

3. 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

// 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 }

3.类模板

3.1 类模板的定义格式

template < class T1 , class T2 , ..., class Tn > class 类模板名 { // 类内成员定义 };

3.2 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 是类名， Stack<int> 才是类型 Stack < int > st1 ; // int Stack < double > st2 ; // double

结束语 本篇博客先初步认识下这个模版这个东西，下片就正式进入C++中STL学习 OK，感谢观看！！！