為什么需要模板

我們經常有這樣的一種使用的情形，就是我們可能需要設計一個函數，然后函數的參數可能是整形的，也可能是浮點型的，還有可能是其他的類型的，這個時候如果對于每一個類型都寫一個函數，未免有點太復雜了

我們有以下幾個方法來實現一個函數針對不同的類型都能夠實現

法一：通過函數重載實現

比如我們想要寫一個相加的函數，我們需要實現函數的重載

int Add(const int a,const int b)
{return a+b;
}
double Add(cosnt double a,const double b)
{return a+b;
}
char Add(const char a,const char )

缺點分析：
1. 一個類出現時就需要繼續重載一個函數
2. 代碼的復用率低
3. 如果一個函數只是返回值不同，函數的重載還解決不了問題
4. 如果函數的邏輯錯誤了，那么所有的函數都需要修改，麻煩

法二：使用公共的基類

我們可以將重復的代碼放在一個公共的基類，然后進行一個繼承

缺點：
1. 公共的代碼放在了基類里面就缺少了類型檢查的優點了
2. 一個簡單的函數，以后使用了繼承之后，以后維護起來麻煩

法三：使用宏函數

#define Add(a,b) ((a)+(b))

缺點：
1. 沒有了類型檢查
2. 在預處理階段就被替換掉了，不方便調試

引入模板

C++為了解決上面的問題，于是就引入了模板的使用，像下面的形式來實現Add函數的復用

template<class T>
T Add(const T& a,const T&b)
{return a+b;
}

其中我們使用class的時候，也是可以使用typename這個關鍵字的
我們在其他的地方調用這個模板函數的時候，就可以使用下面的方式進行一個調用的過程

int x = 1;
int y = 2;
double m = 1.0;
double n = 2.0;Add(x,y);
Add(m,n);

上面的兩次對模板函數的調用是不是調用的同一個函數呢，答案：不是。他們調用了不同的函數，這里引入的一個概念就是模板的實例化
我們經常聽到的一個概念是對象的實例化，就是我們拿一個類去實例化一個對象，比如我們使用下面的代碼去實例化一個string的對象

string str;

同樣的我們的模板也是有實例化的一個過程的，就是在我們調用我們函數的時候，根據我們的參數進行一個推演，比如剛剛的那個Add(x,y);這個 時候編譯器會根據參數的類型，實例化生成一個參數是整形的Add函數，然后在對他進行一個調用，這個就是簡單的實例化的過程。

所以說上面的兩次調用實際上是生成了不同的函數，然后進行的一個調用的過程

小問題

問題一：模板函數和實例函數共存

還是上面Add函數，如果我們這個時候在上面的模板函數的基礎之上又實現了一個函數，這個時候會如何調用呢

int Add(const int& a,const int& b)
{return a+b;
}

在這種情況下，如果我們有已經實例化的函數，這個時候會直接調用我們已經實例化的函數，如果沒有已經 實例化的函數，這個時候才會去找我們的模板函數，然后實例化一個函數進行一個調用的過程

問題二：模板函數和實例函數參數不匹配

還是上面的程序，我們即有了一個模板函數，又有了一個實例函數，這個時候我們在使用的時候，傳遞的參數不是兩個整形而是兩個雙精度浮點型，那么這個時候是如何調用的呢

double a = 1.0;
double b = 2.0;
Add(a,b);

這個時候會檢查我們的實例函數，但是參數的類型不匹配，所以實際上是生成了一個參數是double類型的模板函數，然后再進行函數的一個調用的過程

如果我們的參數一個是int，一個是double的，這個時候又是怎么樣的呢，由大家自己去驗證吧

這里我們還需要注意的一個問題就是，實例化函數中的第二個參數不是一個const的時候，這個時候，我們的給 我們的參數傳入的是一個double的變量的時候，會發生隱式類型的轉換的，這個時候會生成一個臨時的變量，這個臨時的變量具有常性，所以我們應該在參數上面加上一個const

問題三：模板實例化和類型檢查

我們知道我們的模板函數只有在實例化的時候，才會生成可執行代碼的，如果我們在VS下面測試的時候，編譯器是不會對模板函數的內部進行檢查的，比如我們少寫了一個分號，但是在linux下面使用g++進行 編譯的時候是會進行一個檢查的過程的

模板類

模板類也很容易實現，只不過在使用的時候，我們需要對模板類進行一個顯式的實例化的過程

template<class T>
class Arr
{public:Str():_a(a){}private:T _a;
}Arr<int> arr;

上面的調用就是一個顯式的實例化的過程

總結

以上是生活随笔為你收集整理的模板1.0 -- 模板基本原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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