模板和泛型编程

模板是C++中泛型编程的基础。一个模板就是一个创建类或函数的蓝图或者说公式。当使用vector这样的泛型类型,或者find这样的泛型函数时,我们提供足够的信息,将蓝图转换成特定的类或函数,这种转换在编译时进行。
1、定义模板
1.1 函数模板
一个函数模板是一个公式,可用来生成针对特定类型的函数版本。compare函数的模板版本可能像下面这样:

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

模板定义以关键词template开始,后面跟一个模板参数列表,这是一个逗号分隔的一个或多个模板参数的列表,用<>包围起来。
模板参数列表的作用很像函数参数列表,函数参数列表定义了若干特定类型的局部变量,但未指出如何初始化它们。在运行时,调用者提供实参来初始化形参。
类似的,模板参数表示在类或函数定义中用到的类型或值。当使用模板时,我们指定模板实参,将其绑定到模板参数上。
1.1.1 模板类型参数
compare函数有有个模板类型参数。一般来说,我们可以将类型参数看作类型说明符,就像内置类型或者类类型说明符一样使用。特别是,类型参数可以用来指定返回类型或函数的参数类型,以及在函数体内用于变量或类型转换。
类型参数前必须使用关键词class或typename:

template <typename T, U> T calc(const T&, const U&);
// 错误:U之前必须加上class或typename

在模板参数列表中,class和typename关键字的含义相同,可以互换使用。一个模板函数中可以同时使用这两个关键字。
1.1.2 非类型模板参数
除了定义类型参数,还可以在模板中定义非类型参数。一个非类型参数表示一个值而非一个类型。我们通过一个特定的类型名而非关键字class或typename来指定非类型参数。
当一个模板被实例化时,非类型参数被一个用户提供的或编译器推断出的值所代替。这些值必须是常量表达式,从而允许编译器在编译时实例化模板。
1.1.3 编写类型无关的代码
编写泛型代码的两个重要原则:
模板中的函数参数是const的引用;
函数体中的条件判断仅使用<比较运算。
通过将函数参数设定为const的引用,我们保证了函数可以用于不能拷贝的类型。
1.1.4 模板编译
当编译器遇到一个模板定义时,它并不生成代码。只有当我们实例化出模板的一个特定版本时,编译器才会生成代码。当我们使用模板时,编译器才生成代码,这一特性影响了我们如何组织代码以及错误何时被检测到。
通常,当我们调用一个函数时,编译器只需要掌握函数的声明。类似的,当我们使用一个类类型的对象时,类定义必须是可用的,但成员函数的定义不必已经出现。因此,我们将类定义和函数声明放在头文件中,而普通函数和类的成员函数的定义放在源文件中。
模板则不同:为了生成一个实例化版本,编译器需要掌握函数模板或类模板函数的定义。因此,与非模板代码不同,模板的头文件通常既包括声明也包括定义。

2、模板实参推断
3、重载与模板
4、可变参数模板
5、模板特例化

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,386评论 6 479
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,939评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,851评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,953评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,971评论 5 369
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,784评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,126评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,765评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,148评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,744评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,858评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,479评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,080评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,053评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,278评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,245评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,590评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • “泛型”这个术语的意思是:"适用于许多许多的类型”。如何做到这一点呢,正是通过解耦类或方法与所使用的类型之间的约束...
    王侦阅读 1,116评论 0 0
  • 前言 把《C++ Primer》[https://book.douban.com/subject/25708312...
    尤汐Yogy阅读 9,505评论 1 51
  • object 变量可指向任何类的实例,这让你能够创建可对任何数据类型进程处理的类。然而,这种方法存在几个严重的问题...
    CarlDonitz阅读 908评论 0 5
  • 3. 类设计者工具 3.1 拷贝控制 五种函数拷贝构造函数拷贝赋值运算符移动构造函数移动赋值运算符析构函数拷贝和移...
    王侦阅读 1,785评论 0 1
  • 青石板的梯梯街铺成了水泥十字口还在那个地方只是不见了卖糖饼凉粉的老阿婆元音坝子留下的是露天电影的回忆用石头修砌的影...
    蜀山袖手人阅读 214评论 1 1