【爱上C++】函数模板 (1)

目录

• 一 泛型编程
• • 1.定义
  • 2. 引入
  • 二 函数模板
  • • 1. 函数模板的概念
    • 2. 函数模板的格式
    • 3.函数模板的原理
    • 4.函数模板的实例化
    • 5.显式实例化
    • 6.模板参数的匹配原则
    • 三 类模板
    • • 1.类模板的定义格式
      • 2.类模板的实例化

        一 泛型编程

        1.定义

        泛型编程（Generic Programming）是一种编程范式，它旨在编写与数据类型无关的代码。通过这种方式，程序员可以编写出灵活且可重用的代码，这些代码可以对不同类型的数据进行操作，而无需为每种数据类型编写特定的代码。泛型编程主要依赖于模板（Templates）来实现，模板是一种允许程序员在一种类型不确定的情况下，编写通用的代码。

        2. 引入

        C语言中想要实现两个数进行交换可以用 异或，或者用临时变量tmp。

        比如我们想要交换a，b的值，可以用一个Swap函数

        void Swap(int *a,int *b){//用指针的方法int tmp=*a;*a=*b;*b=tmp;}void Swap1(int& a,int &b){//用引用的方法int tmp=a;a=b;b=tmp;}int main(){int a=0,b=1;Swap(&a,&b);return 0;}

        但是如果我又想要交换两个double类型的变量，怎么办？再写一个double* 的Swap？那我又想要交换char类型的呢？是不是还要写，这样是不是很麻烦。哎！我们前面学了函数重载，但如果再有一种类型是不是还要再写一遍？

        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。

        这时 函数模板就派上用场了。

        二 函数模板

        1. 函数模板的概念

        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. 函数模板的格式

        template

        即：返回值类型 函数名(参数列表){}

        例如：

        template void Swap(T& left,T& right)//注意right不要写错啦，刚刚就写错了{T tmp=left;left=right;right=tmp;}int main(){int a=1,b=2;double c=3.0,d=4.0;char e='x',f='y';Swap(a, b);Swap(c, d);Swap(e, f);coutreturn left+right}int main(){int a=1,b=0;double c=1.0,b=2.0;Add(a,b);Add(c,d);return 0;}int a = 10;double b = 20.13;cout return left + right;}// 函数模板templatereturn left + right;}int main(){// 匹配调用原则：// 1、合适匹配的情况下，有现成的就吃现成// 2、没有就将就吃// 3、有更合适就吃更合适的，哪怕要自己现做coutreturn new T[n];}int main(){//funcreturn left + right;}// 通用加法函数templatereturn 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}    int temp = a;    a = b;    b = temp;}// 模板函数不支持自动类型转换template     T temp = a;    a = b;    b = temp;}int main() {    int x = 5;    double y = 3.14;    cout public:Stack(int capacity = 4) : _top(0) , _capacity(capacity) {_arr = new int[capacity];}~Stack() {delete[] _arr;_arr = nullptr;_capacity = _top = 0;}private:int* _arr;int _top;int _capacity;};Stack st1;//我们想存int数据Stack st2;//我们想存double数据return 0;}// 类内成员定义};public:Stack(T capacity = 4): _top(0), _capacity(capacity) {_arr = new T[capacity];}~Stack() {delete[] _arr;_arr = nullptr;_capacity = _top = 0;}private:T* _arr;int _top;int _capacity;};int main(void){Stack st1;   // 存储intStack st2;   // 存储doublereturn 0;}public://构造函数 (函数名和类名相同，不是类型名)  不写Stackcout //...}private:T* _a;int _top;int _capacity;};//声明和定义分离的话要这样写（也不能放到两个文件，只能放到一个文件里，至于为何模板进阶的时候会讲）//定义templatecout  // 类模板都是显示实例化Stack