深入浅出之模板
模板是實(shí)現(xiàn)代碼重用機(jī)制的一種工具,他可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)類型化,即把參數(shù)定義為烈性,從而實(shí)現(xiàn)代碼的可重用性。同時(shí)模板能夠減少源代碼量并提高代碼的機(jī)動(dòng)性,卻不會(huì)降低類型的安全。
模板分為類模板和函數(shù)模板。模板把功能相似、僅數(shù)據(jù)類型不同的函數(shù)或類設(shè)計(jì)為通用的函數(shù)模板或類模板,提供給用戶。
一、 函數(shù)模板
函數(shù)模板的一般定義形式是:
template <class或typename?T> 返回類型 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù))
{
? ? // 函數(shù)定義體
}
模板定義的關(guān)鍵字為template開(kāi)始,后接模板形參表,模板形參表是用尖括號(hào)括住的一個(gè)或多個(gè)模板形參的列表。形參由關(guān)鍵字class或typename及其后面的類型名構(gòu)成,形參之間以逗號(hào)分隔。
模板形參表不能為空,模板形參分為以下兩種:
1)? 模板類型參數(shù),代表一種類型。
2)模板非類型參數(shù),代表一個(gè)常量表達(dá)式。
需要注意的是,模板費(fèi)類型參數(shù)的類型必須是下面的一種:
(1)整型或枚舉
(2)指針類型
(3)引用類型
如:
template<typename?T> T max(T a,T b)
{
? ? ?return (a>b)?a:b;
}
關(guān)鍵字typename和class有什么區(qū)別?
在模板定義中,關(guān)鍵字typename和class的意義相同,可以互換使用,甚至可以在同一模板中同時(shí)存在。但是關(guān)鍵字typename是作為標(biāo)準(zhǔn)C++的組成部分加入到C++中,因此舊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(); } 輸出結(jié)果是: 13 7.9程序首先定義了一個(gè)函數(shù)模板Max(T x,T y),但并不是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的函數(shù),編譯器不會(huì)為其產(chǎn)生任何可執(zhí)行代碼。該定義只是對(duì)函數(shù)的描述,表示他每次單獨(dú)處理在類型形式參數(shù)表中的說(shuō)明的數(shù)據(jù)類型。當(dāng)編譯器發(fā)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用Max(n1,n2)時(shí),則根據(jù)實(shí)在參數(shù)表中的類型int,先生成一個(gè)重載函數(shù):
int? Max(int x, int y)
{
? ?return (x > y)?x:y;
}
該重載函數(shù)的定義體育函數(shù)模板的函數(shù)定義體相同,而形式參數(shù)的類型則以實(shí)在參數(shù)表的實(shí)際類型為依據(jù)。該重載函數(shù)為模板函數(shù),由函數(shù)模板生成模板函數(shù)的過(guò)程稱為函數(shù)模板的實(shí)例化。
函數(shù)模板與模板函數(shù)是什么關(guān)系?
函數(shù)模板是模板的定義,是模板函數(shù)的抽象,定義中要用到通用類型參數(shù)。
模板韓式是實(shí)實(shí)在在的函數(shù)定義,是函數(shù)模板的實(shí)例,它由編譯系統(tǒng)在孕檢具體的函數(shù)條用時(shí)所生產(chǎn),具有程序代碼,占用內(nèi)存空間。
二、 類模板
類模板定義的一般形式:
template <class T>
class類名
{
// 類定義
}
注意:在類模板中,成員函數(shù)不能被聲明為虛函數(shù),類模板不能喝另外一個(gè)實(shí)體的名稱相同。
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(); }程序中數(shù)顯定義了一個(gè)類模板myClass(T1 a,T2 b)。類模板是一個(gè)類家族的抽象,它只是對(duì)類的描述,編譯程序部位類模板(包括成員函數(shù)定義)創(chuàng)建程序代碼。通過(guò)對(duì)類模板的實(shí)例化,可以生成一個(gè)具體的類以及該具體類的對(duì)象。
注意:
1)在每個(gè)模板定義之前,不管是類模板還是函數(shù)模板,都需要在前面加上模板聲明 template<calss T>
2) 類模板和結(jié)構(gòu)模板在使用時(shí),必須在名稱后面加上模板參數(shù)<T>
在主函數(shù)中,通過(guò)myClass(int,double)實(shí)例化了類模板,即將T1實(shí)例為int類型,T2為double類型,這樣就得到了一個(gè)模板類,然后就可以定義類隊(duì)形obj2并初始化。
類模板與模板類是什么關(guān)系?
類模板是模板的定義,不是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的類,而是模板類的抽象,定義中要用到通用類型參數(shù)。模板類是實(shí)實(shí)在在的類定義,是類模板的實(shí)例化,定義張總參數(shù)會(huì)被實(shí)際類型所代表。
與函數(shù)模板不同,函數(shù)模板的實(shí)例化是由編譯程序在處理函數(shù)調(diào)用時(shí)自動(dòng)完成的,而類模板的實(shí)例化必須又程序員在程序中顯示地指定。類實(shí)例化的一般形式如下:
類名 <數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)....> 對(duì)象名
如:myClass<int, int> obj2?
?
總結(jié)
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