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C++類模板與函數(shù)模板基礎(chǔ)詳細(xì)講解

更新時間：2022年08月09日 15:34:58 作者：戀戀風(fēng)辰

C++語言的模板技術(shù)包括函數(shù)模板和類模板，模板技術(shù)是一種代碼重用技術(shù)，函數(shù)和類是C++語言中兩種主要的重用代碼形式，這篇文章主要介紹了C++函數(shù)模板和類模板,需要的朋友可以參考下

函數(shù)模板

當(dāng)我們想要定義一個可以支持泛型的函數(shù)時，就要采用函數(shù)模板的方式了。所謂泛型就是可以支持多種類型的操作，比如我們定義一個compare操作，他可以根據(jù)傳遞給他的參數(shù)類型動態(tài)調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)版本，實現(xiàn)多種類型的比較。

template <typename T>
int compare(const T &v1, const T &v2)
{
    if (v1 < v2)
        return -1;
    if (v2 < v1)
        return 1;
    return 0;
}

比較函數(shù)是一個模板函數(shù)，它支持T類型的對象比較，模板函數(shù)定義的規(guī)則是用template 聲明模板的類型為T，然后用T做參數(shù)即可。

調(diào)用的規(guī)則傳遞實參就可以了，前提是實參的類型要支持比較大小，如果是類的類型我們可以重載比較運算符。

 int res = compare(3, 4);
    cout << "compare(3,4) res is " << res << endl;
    vector<int> v1 = {1, 3, 5};
    vector<int> v2 = {2, 4};
    res = compare(v1, v2);
    cout << "compare(v1, v2) res is " << res << endl;

我們分別傳遞了int類型和vector類型的參數(shù)作為compare比較的參數(shù)。模板函數(shù)也支持多個類型，我們可以再定義一個支持多個參數(shù)類型的模板函數(shù)

template <typename T, typename U>
int printData(const T &t, const U &u)
{
    cout << "t is " << t << endl;
    cout << "u is " << u << endl;
}

調(diào)用規(guī)則和上邊類似，傳遞兩個不同類型即可

 printData(3.4, "hello world");

模板函數(shù)也支持非參數(shù)類型，用已知類型定義變量

template <unsigned N, unsigned M>
int compareArray(const char (&p1)[N], const char (&p2)[M])
{
    return strcmp(p1, p2);
}

compareArray的模板里用了已知類型unsigned定義了兩個變量N和M。

調(diào)用的時候N和M會自動根據(jù)實參獲取值

 res = compareArray("hello zack", "nice to meet u");
    cout << "compareArray("
         << "hello zack "
         << ", nice to meet u"
         << ") res is " << res << endl;

M和N就是傳遞的兩個數(shù)組的長度。

類模板

我們實現(xiàn)一個模板類，使其支持類似vector的操作，包括push_back， empty， back, 以及pop_back，取索引[]操作等。

//定義模板類型的blob
template <typename T>
class Blob
{
public:
    typedef T value_type;
    typedef typename std::vector<T>::size_type size_type;
    //構(gòu)造函數(shù)
    Blob()
    {
        data = make_shared<std::vector<T>>();
    }
    Blob(std::initializer_list<T> il)
    {
        data = make_shared<std::vector<T>>(il);
        // for (const T &m : il)
        // {
        //     data->push_back(m);
        // }
    }
    // Blob 中元素數(shù)目
    size_type size() const { return data->size(); }
    bool empty() const { return data->empty(); }
    //添加和刪除元素
    void push_back(const T &t) { data->push_back(t); }
    //移動版本的push_back
    void push_back(const T &&t) { data->push_back(std::move(t)); }
    //刪除元素
    void pop_back();
    //元素訪問
    T &back();
    T &operator[](size_type i);
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> data;
    //校驗數(shù)據(jù)是否有效
    void check(size_type i, const std::string &msg) const;
};

我們在類外實現(xiàn)check， pop_back, back, 以及[]操作。

template <typename T>
void Blob<T>::check(size_type i, const std::string &msg) const
{
    if (i >= data->size())
        throw std::out_of_range(msg);
}
template <typename T>
void Blob<T>::pop_back()
{
    if (data->empty())
    {
        return;
    }
    data->pop_back();
}
template <typename T>
T &Blob<T>::back()
{
    return data->back();
}
template <typename T>
T &Blob<T>::operator[](size_type i)
{
    check(i, "index out of range");
    return (*data)[i];
}

每一個類的成員函數(shù)在類外實現(xiàn)時都要聲明template。

類模板的使用如下

void use_classtemp()
{
    Blob<int> ia;
    Blob<int> ia2 = {0, 1, 2, 3, 5};
    Blob<string> ia3 = {"hello ", "zack", "nice"};
    for (size_t i = 0; i < ia2.size(); i++)
    {
        ia2[i] = i * i;
    }
    for (size_t i = 0; i < ia2.size(); i++)
    {
        cout << ia2[i] << endl;
    }
    for (size_t i = 0; i < ia3.size(); i++)
    {
        string_upper(ia3[i]);
    }
    for (size_t i = 0; i < ia3.size(); i++)
    {
        cout << ia3[i] << endl;
    }
    const auto &data = ia3.back();
    cout << data << endl;
    ia3.pop_back();
    const auto &data2 = ia3.back();
    cout << data2 << endl;
}