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C++STL - 函数模板

2024-08-26 11:25:25   221人阅读

模板主要是为了泛型编程,做到与类型无关
模板有函数模板和类模板,本文主要整理的是函数模板
1.函数模板定义
template<typename 类型形参1,typename 类型形参2,...>
返回类型 函数模板名(调用形参表){函数体}
在返回类型,调用形参表和函数体中,所需要类型的地方都可以引用模板形参表中类型形参
template<typename A,typenamen B,typename _C>
A function(B arg){
    _C var;
    ...
}
 
2.使用
函数模板名<类型形参1,类型形参2,...>(调用实参表)
即用<>中的替换template<>中的内容
eg:
int i = function<int,double,string>(1.23);
char c = function<char,string,Studnet>("hello");
 
3.类型参数
类型形参:前面必须带有typename或class关键字.
类型实参:传递给函数模板的类型实参既可以是基本类型(char/int/double等),也可以是类类型(Student/Teacher),甚至可以是其他模板实例化的类型(string),同时传递给函数模板的类型实参必须满足模板实现的具体要求, 否则将引发编译错误.
#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T>
T add (T x, T y) {
    return x + y;
}

class Integer {
public:
    Integer (int arg = 0) : m_var (arg) {}
    friend ostream& operator<< (ostream& os,Integer const& i) {
        return os << i.m_var;
    }
    Integer const operator+ (Integer const& rhs) const {
        return m_var + rhs.m_var;
    }
private:
    int m_var;
};
int main (void) {
    cout << add<int> (123, 456) << endl;
    cout << add<double> (1.3, 4.6) << endl;
    cout << add<string> ("Hello, ", "World !") << endl;
//  cout << add<char const*> ("Hello, ","World !") << endl;
    cout << add<Integer> (123, 456) << endl;
    return 0;
}
 
4.延迟编译
每个函数模板事实上都要被编译两次:
(1)第一次是在编译器看到该函数模板被定义的时候,这时的编译器只对该函数模板做一般性的语法检查(与类型无关),然后生成关于该函数模板的内部表示
(2)第二次是在编译器看到该函数模板被调用的时候,在用所提供的类型实参,结合之前生成的内部表示中的类型形参,做与类型相关的语法检查,并生成该函数模板的二进制指令代码.
 
5.隐式推断
(1)如果函数模板调用参数(园括号里的参数)的类型 相关与该模板的参数<尖括号里的参数>,那么在调用该函数模板的时候,即使不显示指定模板参数,编译器也有能力根据调用参数的类型隐式推断出正确的模板参数类型,这就叫模板参数的隐式推断.
(2)但是注意:如果编译器隐式推断的类型,和程序设计者所期望的类型不一致,有可能导致编译错误.
#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;
template<typename T> void foo (T x, T y) {
    cout << "foo: " << typeid (x).name () << ‘ ‘ << typeid (y).name () << endl;
}
template<typename T> void bar (T const& x, T const& y) {
    cout << "bar: " << typeid (x).name () << ‘ ‘ << typeid (y).name () << endl;
}
template<typename R, typename T> R hum (T x) {
    R y;
    cout << "hum: " << typeid (x).name () << ‘ ‘ << typeid (y).name () << endl;
    return y;
}
void f1 (int x, int y) {}
void f2 (double x, double y) {}
int main (void) {
    int a, b;
    foo (a, b); // i i
    double c, d;
    bar (c, d); // d d
    char e[256], f[256];
    foo (e, f); // Pc Pc
    bar (e, f); // A256_c A256_c
    
//  cout << sizeof (e) << endl; // 256
//  char (*p)[256] = &e;
//  e[0] = ‘C‘; // *(e+0) = ‘C‘
    
    foo ("hello", "tarena"); // PKc PKc
//  bar ("hello", "tarena"); // A6_c A7_c
    bar<string> ("hello", "tarena"); // Ss Ss
    bar (string ("hello"), string ("tarena"));
    f1 (a, c); // c: double -> int
    f2 (a, c); // a: int -> double
    
//  int i = 1.2;
//  cout << i << endl;
    
//  隐式推断的同时不能隐式转换
//  foo (a, c); // c: double -> int, T=int
                // a: int -> double, T=double
    foo ((double)a, c); // d d
    foo (a, (int)c);    // i i
    foo<double> (a, c); // d d
    foo<int> (a, c);    // i i
//  a = hum (c);        // 返回值的类型不参与隐式推断
    a = hum<int> (c);   // d i
    return 0;
}
 
6.重载
与普通函数一样,函数模板也可以形成重载关系,类型的约束性越强的版本越被有限选择
#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <cstring>
using namespace std;
// 两个任意类型值的最大值
template<typename T>
T const& max (T const& x, T const& y) {
    cout << "<1" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return x < y ? y : x;
}
// 两个任意类型指针所指向目标的最大值
template<typename T>
T* const& max (T* const& x, T* const& y) {
    cout << "<2" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return *x < *y ? y : x;
}
// 两个字符指针所指向字符串的最大值
char const* const& max (char const* const& x,char const* const& y) {
    cout << "<3" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return strcmp (x, y) < 0 ? y : x;
}
/*
char const* max (char const* x,char const* y){
    cout << "<3" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return strcmp (x, y) < 0 ? y : x;
}
*/
// 三个任意类型值的最大值
template<typename T>
T const& max (T const& x, T const& y,
    T const& z) {
    cout << "<4" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return ::max (::max (x, y), z);
}
/*
// 两个字符指针所指向字符串的最大值
char const* const& max (char const* const& x,char const* const& y) {
    cout << "<3" << typeid (x).name () << ‘>‘ << flush;
    return strcmp (x, y) < 0 ? y : x;
}
*/
int main (void) {
    int a = 123, b = 456;
    cout << ::max (a, b) << endl;
    cout << *::max (&a, &b) << endl;
    char const* c = "ab", *d = "abc";
    cout << ::max (c, d) << endl;
    cout << ::max<> (c, d) << endl;
    cout << ::max<char const*> (c, d) << endl;
    char const* e = "abcd";
    char const* const& f = ::max (c, d, e);
    cout << f << endl;
    char const* g = "12", *h = "123",*i = "1234";
    ::max (g, h, i);
    cout << f << endl;
    return 0;
}
 
 
暂时就是这些了...

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