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C++ 模板学习笔记

news 2025/7/12 8:23:21

C++另外一种编程成为泛型编程，主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

C++11中，函数模板和类模板都可以设定默认参数，传送门

函数模板

一般 typename 和 class 没有区别，typename 还有个作用是使用嵌套依赖类型

template <class 类型参数1, class类型参数2, ...>
返回值类型  模板名(形参表)
{函数体
}

template<class T> 
void MySwap(T &a, T &b) {
}
template<class T>
void fun() {cout << "fun函数调用" << endl;
}
void test() {int a = 10, b = 20;char c = 'x'// 1 自动类型推导MySwap(a, b);//MySwap(a, c);    //  错误，无法推导出同一T类型// 2 显示指定类型MySwap<int>(a, b);// 3.模板必须确定出T的类型才能使用//fun();  错误，无法自动推导出T的类型fun<int>();
}

自动类型推导必须推导出一致的数据类型 T，才可以使用
模板必须要确定出 T 的数据类型，才能使用

普通函数与函数模板的区别

普通函数调用时参数可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换（无法推导出同一类型T）；如果使用显示指定类型的方式，就可以发生隐式类型转换

比如传入类型为char的参数自动转换为 int

普通函数与函数模板的调用规则

void myPrint(int a, int b){}template<typename T>
void myPrint(T a, T b){}template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c){}void test01()
{
//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
// 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b); //调用普通函数//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板myPrint<>(a, b); //调用函数模板//3、函数模板也可以发生重载int c = 30;myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

为特定的类型提供具体化的模板

class Person{public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};
//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{if (a == b) return true;return false;
}
//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{if ( p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age) return true;return false;
}
void test() {int a = 10, b = 20;bool ret1 = myCompare(a, b); //内置数据类型可以直接使用通用的函数模板Person p1("Tom", 10), p2("Tom", 10); //自定义数据类型，不会调用普通的函数模板//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型bool ret2 = myCompare(p1, p2);
}

类模板

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

template <class 类型参数1, class类型参数2, ...>
class  类模板名(形参表)
{类实现
}

template<class NameType, class AgeType>
class Person{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};
void test01(){// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导Person<string, int>P1("孙悟空", 999);// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
}

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式，只能用显示指定类型方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数

类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

类模板对象做函数参数

template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};
//1、指定传入的类型，普通函数
void printPerson1(Person<string, int>& p) {}
void test01()
{Person <string, int >p("孙悟空", 100);printPerson1(p);
}
//2、使用函数模板，将类模板的参数模板化  
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{Person <string, int >p("猪八戒", 90);printPerson2(p);
}
//3、使用函数模板，直接将整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T& p)
{cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;
}
void test03()
{Person <string, int >p("唐僧", 30);printPerson3(p);
}

类模板案例

案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

#include "myArray.hpp"
#include <string>
#include <iostream>// 1. 内置数据类型
void printInt(myarr<int>& arr) {for (int i = 0; i < arr.getSize(); ++i) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}
void test1() {myarr<int> v(10);for (int i = 0; i < 10; ++i) {v.Push_back(i * i);}printInt(v);
}// 2. 自定义数据类型
class Person {
public:Person() {}Person(string name, int age) {this->name = name;this->age = age;}string name;int age;
};
void printPerson(myarr<Person>& arr) {for (int i = 0; i < arr.getSize(); ++i) {cout << arr[i].name << " " << arr[i].age << endl;}
}
void test2() {Person a("fu1", 20), b("fu2", 22), c("fu3", 24);Person d("p1", 11), e("p2", 14);myarr<Person> v(10);v.Push_back(a); v.Push_back(b); v.Push_back(c);v.Push_back(d); v.Push_back(e);printPerson(v);
}
int main() {test1();test2();return 0;
}