【C++】C++中的template模板

05-14 阅读 0评论

一、泛型编程

关于模板的出现其实是在广大程序员编程中偷懒省下来的。我举个例子你们就知道了。

下述例子是用来实现swap函数的，利用的方式是最基础的重载。

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;
}
//等等

可以看到代码十分臃肿。一个swap要重载很多次才可以使用，十分的麻烦。重载的函数仅仅只是类型不同，代码的复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要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？

二、函数模板

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。

格式如下：

template

返回值类型函数名( 参数列表 ){} 上代码：这一段代码比上面那么多行的代码都要好，是不是体会到他的方便了。

template
// 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)
void Swap( T& left, T& right)
{
 T temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}

函数模板那么方便，那么它的原理是什么呢。

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。通俗易懂的来讲，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。当然，在使用函数模板的时候也要注意一些小细节，不然可能会导致出错。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

#include 
using namespace std;
template
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
	cout