个人主页堆上明月⭐个人专栏《C语言》 《C》 《Linux》 《数据结构》✨步履不停终有星光✨堆上明月的简介目录1.泛型编程2. 函数模板2.1 函数模板概念2.2 函数模板格式2.3 函数模板的原理2.4 函数模板的实例化2.4.1 隐式实例化2.4.2 显式实例化2.5 模板参数的匹配原则3. 类模板3.1 类模板的定义格式3.2 类模板的实例化1.泛型编程如何实现一个通用的交换函数呢voidSwap(intleft,intright){inttempleft;leftright;righttemp;}voidSwap(doubleleft,doubleright){doubletempleft;leftright;righttemp;}voidSwap(charleft,charright){chartempleft;leftright;righttemp;}......使用函数重载虽然可以实现但是有几个不好的地方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. 函数模板2.1 函数模板概念函数模板代表一个函数家族函数模板和类型无关在使用时根据实参类型生成特定类型的函数版本。2.2 函数模板格式templatetypename T1, typename T2,......,typename Tn返回值类型 函数名(参数列表){}templatetypenameTvoidSwap(Tleft,Tright){T templeft;leftright;righttemp;}注意这里的typename是用来定义模板的关键字可以用class代替但是不可以用struct代替。2.3函数模板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函数模板的使用编译器序言根据传入的实参类型来生成对应类型的函数供调用。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。2.4.1隐式实例化让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。templateclass 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); //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);//强制类型转换 return 0; }2.4.2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 Addint(a, b); return 0; }如果类型不匹配编译器会尝试进zheg行隐式类型转换如果无法转换成功编译器将会报错。Add(a1, d1);如果不采用隐式实例化和显式实例化还能正常运行可以采用多个参数的函数模板。templateclass T1,class T22.5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。//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templateclass TT 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Addint(1, 2);//调用编译器特化的Add版本}2.对于非模板函数和同名函数模板其他条件都相同调用时优先调用非模板函数。如果模板可以产生一个更好的具体的函数那么会采用模板。//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templateclass T1, class T2T1 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.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。3.类模板3.1类模板的定义格式templateclass T1, class T2, ..., class Tnclass 类模板名{// 类内成员定义};#includeiostream using namespace std; // 类模版 templatetypename T class Stack { public: Stack(size_t capacity 4) { _array new T[capacity]; _capacity capacity; _size 0; } void Push(const T data); private: T* _array; size_t _capacity; size_t _size; }; // 模版不建议声明和定义分离到两个文件.h 和.cpp会出现链接错误具体原因后面会讲 templateclass T void StackT::Push(const T data) { // 扩容 _array[_size] data; _size; } int main() { Stackint st1; // int Stackdouble st2; // double return 0; }类模板只有显示实例化。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Stackint才是类型Stackint st1; // intStackdouble st2; // double以上是模板的初阶部分相关代码在这代码仓库后续会更新进阶部分尽情期待吧