网站备案平台的服务简介,沈阳专业网站制作公司,安装wordpress出现数据表不可以,浙江信息港查询三类证书文章目录 前言1. 泛型编程2. 函数模板2.1 函数模板概念2.2 函数模板格式2.3 函数模板的原理2.4 函数模板的实例化2.5 模板参数的匹配原则2.6 声明和定义分离 3. 类模板3.1 类模板的定义格式3.2 类模板的实例化 4. 模板分离编译4.1 什么是分离编译4.2 模板的分离编译 总结 前言 … 文章目录 前言1. 泛型编程2. 函数模板2.1 函数模板概念2.2 函数模板格式2.3 函数模板的原理2.4 函数模板的实例化2.5 模板参数的匹配原则2.6 声明和定义分离 3. 类模板3.1 类模板的定义格式3.2 类模板的实例化 4. 模板分离编译4.1 什么是分离编译4.2 模板的分离编译 总结 前言
提示这里可以添加本文要记录的大概内容 C模板是一项强大的特性为泛型编程提供了有力的支持。通过使用函数模板和类模板程序员可以编写通用的代码使其适用于不同的数据类型从而提高代码的复用性和灵活性。本文将深入探讨C模板的基础概念、泛型编程的思想以及函数模板和类模板的使用方法。通过深入了解模板读者将能够更好地运用这一强大的特性写出更具通用性和可维护性的代码。
提示以下是本篇文章正文内容下面案例可供参考
1. 泛型编程 如何实现一个通用的交换函数呢 void Swap(int left, int right)
{int temp left;left right;right temp;
}
void Swap(double left, double right)
{double temp left;left right;right temp;
}
void Swap(char left, char right)
{char temp left;left right;right temp;
}
......使用函数重载虽然可以实现但是有以下几个不好的地方 1. 重载的函数仅仅只是类型不同代码的复用率比较低只要有新类型出现时就需要增加对应的函数 2. 代码的可维护性比较低一个出错可能所有的重载均出错 那能否告诉编译器一个模子让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢 如果在C中也能够存在这样一个模具通过给这个模具中填充不同材料(类型)来获得不同材料的铸件(生成具体类型的代码那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好我们只需在此乘凉。 泛型编程编写与类型无关的通用代码是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。 2. 函数模板
2.1 函数模板概念
函数模板代表了一个函数家族该函数模板与类型无关在使用时被参数化根据实参类型产生函数的特定类型版本。
2.2 函数模板格式
templatetypename T1, typename T2,…,typename Tn 返回值类型 函数名(参数列表){}
templatetypename T
void swap(T left, T right)
{T temp left;left right;right temp;
}注意typename是用来定义模板参数关键字也可以使用class(切记不能使用struct代替class)
2.3 函数模板的原理
函数模板是一个蓝图它本身并不是函数是编译器使用特殊方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器去做 示例
#include iostream
using namespace std;
templateclass T
void Swap(T left, T right)
{T tmp left;left right;right tmp;
}
int main()
{double d1 2.0;double d2 5.0;Swap(d1, d2);int a1 10;int a2 20;Swap(a1, a2);cout d1 d2 endl;cout a1 a2 endl;return 0;
}
通过反汇编从汇编代码中可以看出通过模板和参数编辑器自己推导出了两个函数可以这么认为编译器可以通过模板实例化出多个函数这些函数本来需要我们自己实现但是现在编译器可以帮我们做了 在编译器编译阶段对于模板函数的使用编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供调用。比如当用double类型使用函数模板时编译器通过对实参类型的推演将T确定为double类型然后产生一份专门处理double类型的代码对于字符类型也是如此。 总结 我们不能调用函数模板实际上我们调用的是函数模板实例化生成的对应类型的函数 2.4 函数模板的实例化 用不同类型的参数使用函数模板时称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为隐式实例化和显式实例化。 1. 隐式实例化让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}
int main()
{int a1 10, a2 20;double d1 10.0, d2 20.0;Add(a1, a2);Add(d1, d2);/*Add(a1, d1);该语句不能通过编译因为在编译期间当编译器看到该实例化时需要推演其实参类型通过实参a1将T推演为int通过实参d1将T推演为double类型但模板参数列表中只有一个T编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错注意在模板中编译器一般不会进行类型转换操作因为一旦转化出问题编译器就需要背黑锅 */// 此时有两种处理方式1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化Add(a1, (int)d1);//强制转化 return 0;
}2. 显式实例化在函数名后的中指定模板参数的实际类型
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}
int main()
{int a1 10, a2 20;double d1 10.0, d2 20.0;Addint(a1, d1);return 0;
}
2.5 模板参数的匹配原则 1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数 #include iostream
using namespace std;
int add(int left,int right)//非模板函数
{return left right;
}
templateclass T
T add(T left, T right)//函数模板
{return left right;
}
int main()
{int x 10;int y 20;cout add(10, 20) endl;// 与非模板函数匹配编译器不需要特化cout addint(10, 20) endl; 调用编译器特化的Add版本(利用函数模板实例化后的函数)return 0;
}正常情况下非模板函数优先如果指定类型那么函数模板优先这一点通过逐语句调试可以看出 2. 对于非模板函数和同名函数模板如果其他条件都相同在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数那么将选择模板 // 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{return left right;
}
// 通用加法函数
templateclass T1, class T2
T1 Add(T1 left, T2 right)
{return left right;
}
void Test()
{Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配不需要函数模板实例化Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
} 3. 模板函数不允许自动类型转换但普通函数可以进行自动类型转换 2.6 声明和定义分离
templateclass T
void Swap(T left, T right);templateclass T
void Swap(T left, T right)
{T temp left;left right;right temp;
}也可以声明定义分离不同的是模板参数声明定义都要给
3. 类模板
3.1 类模板的定义格式
templateclass T1, class T2, ..., class Tn
class 类模板名
{// 类内成员定义
};示例动态顺序表 看这个代码仓库查看代码
3.2 类模板的实例化
类模板实例化与函数模板实例化不同类模板实例化需要在类模板名字后跟然后将实例化的类型放在中即可类模板名字不是真正的类而实例化的结果才是真正的类。
// Vector类名Vectorint才是类型
Vectorint s1;
Vectordouble s2;Vector类名Vector int 才是类型
4. 模板分离编译
4.1 什么是分离编译
一个程序项目由若干个源文件共同实现而每个源文件单独编译生成目标文件最后将所有目标文件链接起来形成单一的可执行文件的过程称为分离编译模式。
4.2 模板的分离编译
模板的声明与定义分离开在头文件中进行声明源文件中完成定义
// a.h
templateclass T
void Swap(const T left, const T right);
// a.cpp
templateclass T
void Swap(const T left, const T right)
{return left right;
}
// main.cpp
#includea.h
int main()
{Swap(1, 2);Swap(1.0, 2.0);return 0;
}运行之后出现链接错误LNKerro 在上述的代码中由于函数模板的定义和声明被分开放置在不同的文件中头文件 a.h 和源文件 a.cpp你可能会遇到链接错误。为了解决这个问题可以考虑以下几种方法 方法一显式实例化 在 a.cpp 文件的末尾显式实例化 Add 函数模板
// a.cpp
template int Addint(const int left, const int right);
template double Adddouble(const double left, const double right);这样可以确保在 main.cpp 中调用时编译器能够找到模板的实例化。
方法二将模板定义和声明放在头文件中 将函数模板的定义和声明都放在头文件 a.h 中
// a.h
templateclass T
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}这样可以避免分离编译时的链接错误同时也符合模板的典型使用方式。
方法三使用inline关键字 在 a.h 文件中使用 inline 关键字
// a.h
templateclass T
inline T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}inline 关键字将告诉编译器在每个使用模板的地方生成模板的实例从而避免链接错误。
选择其中一种方法即可根据实际需求和项目规模来决定使用哪种方式。 总结个人理解函数模板和类模板不支持声明和定义分离因为在编译器在推导类型时只是推到的是声明中的类型但是链接时发现链接的函数类型T确实不可知的这里不好理解建议记住也行本质还是T不明确的问题
总结
C模板是一种强大的编程工具使得泛型编程在语言层面得以实现。通过函数模板和类模板我们能够编写通用、灵活的代码适应不同的数据类型。泛型编程的思想带来了更高的代码抽象程度和可重用性。通过本文的学习读者将能够深入理解C模板的核心概念并能够运用它们解决实际问题提高代码的可维护性和适用性。
