深入浅出之模板

本是古典何须时尚 2023-07-02 12:28 68阅读 0赞

模板是实现代码重用机制的一种工具，他可以实现参数类型化，即把参数定义为烈性，从而实现代码的可重用性。同时模板能够减少源代码量并提高代码的机动性，却不会降低类型的安全。

模板分为类模板和函数模板。模板把功能相似、仅数据类型不同的函数或类设计为通用的函数模板或类模板，提供给用户。

# 一、 函数模板 #

函数模板的一般定义形式是：

template <class或typename T> 返回类型 函数名（函数参数）

// 函数定义体

模板定义的关键字为template开始，后接模板形参表，模板形参表是用尖括号括住的一个或多个模板形参的列表。形参由关键字class或typename及其后面的类型名构成，形参之间以逗号分隔。

模板形参表不能为空，模板形参分为以下两种：

1) 模板类型参数，代表一种类型。

2）模板非类型参数，代表一个常量表达式。

需要注意的是，模板费类型参数的类型必须是下面的一种：

（1）整型或枚举

（2）指针类型

（3）引用类型

如：

template<typename T> T max(T a,T b)

return (a>b)?a:b;

关键字typename和class有什么区别？

在模板定义中，关键字typename和class的意义相同，可以互换使用，甚至可以在同一模板中同时存在。但是关键字typename是作为标准C++的组成部分加入到C++中，因此旧的程序更有可能只能用class。

#include <QCoreApplication>
    #include <string>
    #include <iostream>
    
    using namespace  std;
    template<class T>T Max(T x, T y)
    {
        return (x > y)?x:y;
    }
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        QCoreApplication a(argc, argv);
    
        int n1 = 4,n2 = 13;
        double d1 = 3.5,d2 = 7.9;
    
        qDebug("%d",Max(n1,n2));
        qDebug("%f",Max(d1,d2));
    
        return a.exec();
    }
    输出结果是：
    13
    7.9

程序首先定义了一个函数模板Max（T x，T y），但并不是一个实实在在的函数，编译器不会为其产生任何可执行代码。该定义只是对函数的描述，表示他每次单独处理在类型形式参数表中的说明的数据类型。当编译器发现函数调用Max（n1,n2）时，则根据实在参数表中的类型int，先生成一个重载函数：

int Max（int x, int y）

return (x > y)?x:y;

该重载函数的定义体育函数模板的函数定义体相同，而形式参数的类型则以实在参数表的实际类型为依据。该重载函数为模板函数，由函数模板生成模板函数的过程称为函数模板的实例化。

函数模板与模板函数是什么关系？

函数模板是模板的定义，是模板函数的抽象，定义中要用到通用类型参数。

模板韩式是实实在在的函数定义，是函数模板的实例，它由编译系统在孕检具体的函数条用时所生产，具有程序代码，占用内存空间。

# 二、 类模板 #

类模板定义的一般形式：

template <class T>

class类名

// 类定义

注意：在类模板中，成员函数不能被声明为虚函数，类模板不能喝另外一个实体的名称相同。

如：template<class T>

class pair

public:

pair(T first,T second)

value1 = first;

value2 = second;

private:

T value1,value2;

pair<int> myobj(24,10);

#include <QCoreApplication>
    #include <string>
    #include <iostream>
    
    using namespace  std;
    template<typename T1,typename T2>
    class myClass
    {
    private:
        T1 a;
        T2 b;
    public:
        myClass(T1 x, T2 y)
        {
            a = x;
            b = y;
        }
        void show()
        {
            cout << "a = "<<a<<" b="<<b<<endl;
        }
    };
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        QCoreApplication a(argc, argv);
    
        myClass<int,int>obj1(6,12);
        obj1.show();
        myClass<int,double>obj2(11,2.1);
        obj2.show();
    
        return a.exec();
    }

程序中数显定义了一个类模板myClass(T1 a,T2 b)。类模板是一个类家族的抽象，它只是对类的描述，编译程序部位类模板（包括成员函数定义）创建程序代码。通过对类模板的实例化，可以生成一个具体的类以及该具体类的对象。

注意：

1）在每个模板定义之前，不管是类模板还是函数模板，都需要在前面加上模板声明 template<calss T>

2) 类模板和结构模板在使用时，必须在名称后面加上模板参数<T>

在主函数中，通过myClass（int，double）实例化了类模板，即将T1实例为int类型，T2为double类型，这样就得到了一个模板类，然后就可以定义类队形obj2并初始化。

类模板与模板类是什么关系？

类模板是模板的定义，不是一个实实在在的类，而是模板类的抽象，定义中要用到通用类型参数。模板类是实实在在的类定义，是类模板的实例化，定义张总参数会被实际类型所代表。

与函数模板不同，函数模板的实例化是由编译程序在处理函数调用时自动完成的，而类模板的实例化必须又程序员在程序中显示地指定。类实例化的一般形式如下：

类名 <数据类型 数据，数据类型 数据....> 对象名

如：myClass<int, int> obj2