本阶段主要针对C++ 泛型编程 和 STL 技术做详细讲解,探讨C++更深层的使用。
模板就是建立通用的模具,大大提高复用性。
特点:
作用: 建立一个通用函数,其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定,用一个虚拟的类型来代表。
语法:
template<typename T> 函数声明或定义
解释:
示例:
// 交换整型函数 void swapInt(int& a, int& b) { int temp = a; a = b; b = temp; } // 交换浮点型函数 void swapDouble(double& a, double& b) { double temp = a; a = b; b = temp; } // 利用模板提供通用的交换函数 template<typename T> void mySwap(T& a, T& b) { T temp = a; a = b; b = temp; } void test01() { int a = 10; int b = 20; // 利用模板实现交换 // 1、自动类型推导 mySwap(a, b); // 2、显示指定类型 mySwap<int>(a, b); }
总结:
注意事项:
示例:
template<class T> void mySwap(T& a, T& b) { T temp = a; a = b; b = temp; } void test01() { int a = 10; int b = 20; char c = 'c'; mySwap(a, b); // 正确,可以推导出一致的T // mySwap(a, c); // 错误,推导不出一致的T类型 } template<class T> void func() { cout << "func 调用" << endl; } void test02() { // func(); // 错误,模板不能独立使用,必须确定出T的类型 func<int>(); // 利用显示指定类型的方式,给T一个类型,才可以使用该模板 }
案例描述:
template<class T> void mySwap(T& a, T& b) { T temp = a; a = b; b = temp; } template<class T> void mySort(T arr[], int len) { for (int i = 0; i < len; i++) { int max = i; // 最大数的下标 for (int j = i + 1; j < len; j++) { if (arr[max] < arr[j]) { max = j; } } if (max != i) { mySwap(arr[max], arr[i]); } } }
总结: 建议使用显示指定类型的方式调用函数模板,因为可以自己确定通用类型T。
myPrint<>(a, b);
总结: 既然提供了函数模板,最好就不要提供普通函数,否则容易出现二义性。
局限性: 模板的通用性并不是万能的。 例如:如果传入的 `a` 和 `b` 是数组,无法赋值;如果 `T` 是自定义数据类型(如 Person),无法比较大小。
解决方案: C++为了解决这种问题,提供模板的重载,可以为这些特定的类型提供具体化的模板。
示例:
class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } string m_Name; int m_Age; }; // 普通函数模板 template<class T> bool myCompare(T& a, T& b) { if (a == b) { return true; } else { return false; } } // 具体化,显示具体化的原型和定义以template<>开头,并通过名称来指出类型 // 具体化优先于常规模板 template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2) { if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age) { return true; } else { return false; } }
类模板作用: 建立一个通用类,类中的成员数据类型可以不具体制定,用一个虚拟的类型来代表。
语法:
template<typename T> 类
示例:
template<class NameType, class AgeType> class Person { public: Person(NameType name, AgeType age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } NameType m_Name; AgeType m_Age; }; void test01() { Person<string, int> p1("孙悟空", 999); }
类模板与函数模板区别主要有两点:
1. 类模板没有自动类型推导的使用方式 (只能用显示指定类型)。 2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数。
// 类模板在模板参数列表中可以有默认参数 template<class NameType, class AgeType = int> class Person { ... }; void test02() { // 类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数 Person<string> p("猪八戒", 999); }
类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的:
类模板实例化出的对象,向函数传参的方式,一共有三种:
当类模板碰到继承时,需要注意一下几点:
示例:
template<class T> class Base { T m; }; // class Son:public Base // 错误,必须知道父类中T的类型 class Son : public Base<int> // 必须指定一个类型 { }; // 类模板继承类模板 template<class T1, class T2> class Son2 : public Base<T2> { T1 obj; };
学习目标: 能够掌握类模板中的成员函数类外实现。 总结: 类模板中成员函数类外实现时,需要加上模板参数列表。
// 构造函数 类外实现 template<class T1, class T2> Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } // 成员函数 类外实现 template<class T1, class T2> void Person<T1, T2>::showPerson() { // ... }
问题: 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段,导致分文件编写时链接不到。
解决: