當(dāng)前位置:首頁 > 公眾號精選 > 后端技術(shù)指南針
[導(dǎo)讀]—?1?— 認(rèn)識 C++ 是很強大,有各種特性來提高代碼的可重用性,有助于減少開發(fā)的代碼量和工作量。 C++ 提高代碼的可重用性主要有兩方面: 繼承 模板 繼承的特性我已在前面篇章寫過了「C++ 一篇搞懂繼承的常見特性」。 本篇主要是說明「模板」的特性,使用「模


 1 

認(rèn)識


C++ 是很強大,有各種特性來提高代碼的可重用性,有助于減少開發(fā)的代碼量和工作量。


C++ 提高代碼的可重用性主要有兩方面:


繼承的特性我已在前面篇章寫過了「C++ 一篇搞懂繼承的常見特性」。


本篇主要是說明「模板」的特性,使用「模板」的特性設(shè)計,實際上也就是「泛型」程序設(shè)計。





 2 

函數(shù)模板

||  01 變量交換函數(shù)模板

假設(shè)我們設(shè)計一個交換兩個整型變量的值的函數(shù),代碼如下:

// 交換兩個整型變量的值的Swap函數(shù):void Swap(int & x,int & y){ int tmp = x; x = y; y = tmp;}

如果是浮點類型的變量的值交換,則需要把替換 int 類型為 double 即可,代碼如下:

// 交換兩個double型變量的值的Swap函數(shù):void Swap(double & x,double & y){ double tmp = x; x = y; y = tmp;}

那如果是其他變量類型的值交換,那不是每次都要重新寫一次 Swap 函數(shù)?是不是很繁瑣?且代碼后面會越來越冗余。


能否只寫一個 Swap 函數(shù),就能交換各種類型的變量?


答案是肯定有的,就是用「函數(shù)模板」來解決,「函數(shù)模板」的形式:

template <class 類型參數(shù)1,class 類型參數(shù)2,...>返回值類型 模板名 (形參表){ 函數(shù)體};


具體 Swap 「函數(shù)模板」代碼如下:

template <class T>void Swap(T & x,T & y){ T tmp = x; x = y; y = tmp;}

template 就是模板定義的關(guān)鍵詞,T 代表的是任意變量的類型。


那么定義好「函數(shù)模板」后,在編譯的時候,編譯器會根據(jù)傳入 Swap 函數(shù)的參數(shù)變量類型,自動生成對應(yīng)參數(shù)變量類型的 Swap 函數(shù):

int main(){ int n = 1,m = 2; Swap(n,m); //編譯器自動生成 void Swap(int & ,int & )函數(shù)  double f = 1.2,g = 2.3; Swap(f,g); //編譯器自動生成 void Swap(double & ,double & )函數(shù)  return 0;}
  • 第 4 行編譯器自動生成 void Swap(int &, int & ) 函數(shù);

  • 第 7 行編譯器自動生成 void Swap(double &, double & ) 函數(shù)。


面的實例化函數(shù)模板的例子,是讓編譯器自己來判斷傳入的變量類型,那么我們也可以自己指定函數(shù)模板的變量類型,具體代碼如下:

int main(){ int n = 1,m = 2; Swap<int>(n,m); // 指定模板函數(shù)的變量類型為int  double f = 1.2,g = 2.3; Swap<double>(f,g); // 指定模板函數(shù)的變量類型為double  return 0;}
  • 第 4 行指定模板函數(shù)的變量類型為 int ;

  • 第 7 行指定模板函數(shù)的變量類型為 double 。


— —

||  02 查詢數(shù)組最大值函數(shù)模板

在舉一個例子,下面的 MaxElement 函數(shù)定義成了函數(shù)模板,這樣不管是 int、double、char 等類型的數(shù)組,都可以使用該函數(shù)來查數(shù)組最大的值,代碼如下:

// 求數(shù)組最大元素的MaxElement函數(shù)模板template <class T>T MaxElement(T a[], int size) // size是數(shù)組元素個數(shù){ T tmpMax = a[0]; for(int i = 1;i < size;++i) { if(tmpMax < a[i]) { tmpMax = a[i]; } } return tmpMax;}

— —

||  03 多個類型參數(shù)模板函數(shù)

函數(shù)模板中,可以不止一個類型的參數(shù):

template <class T1, class T2>T2 MyFun(T1 arg1, T2 arg2){ cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl; return arg2;}

T1 是傳入的第一種任意變量類型,T2 是傳入的第二種任意變量類型。


— —

||  04 函數(shù)模板的重載

函數(shù)模板可以重載,只要它們的形參表或類型參數(shù)表不同即可。

見下面的例子:

// 模板函數(shù) 1template<class T1, class T2>void print(T1 arg1, T2 arg2){ cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}
// 模板函數(shù) 2template<class T>void print(T arg1, T arg2){ cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}
// 模板函數(shù) 3template<class T,class T2>void print(T arg1, T arg2){ cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}

上面都是 print(參數(shù)1, 參數(shù)2) 模板函數(shù)的重載,因為「形參表」或「類型參數(shù)表」名字不同。

— —

||  05 函數(shù)模板和函數(shù)的次序

在有多個函數(shù)和函數(shù)模板名字相同的情況下,編譯器如下規(guī)則處理一條函數(shù)調(diào)用語句:

  1. 先找參數(shù)完全匹配的普通函數(shù)(非由模板實例化而得的函數(shù));
  2. 再找參數(shù)完全匹配的模板函數(shù);
  3. 再找實參數(shù)經(jīng)過自動類型轉(zhuǎn)換后能夠匹配的普通函數(shù);
  4. 上面的都找不到,則報錯。

代碼例子如下:

// 模板函數(shù) - 1個參數(shù)類型template <class T>T Max(T a, T b){ cout << "TemplateMax" <<endl; return 0;}
// 模板函數(shù) - 2個參數(shù)類型template <class T, class T2>T Max(T a, T2 b){ cout << "TemplateMax2" <<endl; return 0;}
// 普通函數(shù)double Max(double a, double b){ cout << "MyMax" << endl; return 0;}
int main(){ int i=4, j=5; // 輸出MyMax - 匹配普通函數(shù) Max( 1.2, 3.4 ); //輸出TemplateMax - 匹配參數(shù)一樣的模板函 Max( i, j ); //輸出TemplateMax2 - 匹配參數(shù)類型不同的模板函數(shù) Max( 1.2, 3 ); return 0;}
  • 第 27 行,輸出的是MyMax,因為匹配的是普通函數(shù);

  • 第 30 行,輸出的是輸出TemplateMax,因為匹配參數(shù)一樣的模板函;

  • 第 33 行,輸出的是TemplateMax2,因為匹配參數(shù)類型不同的模板函數(shù)。


匹配模板函數(shù)時,當(dāng)模板函數(shù)只有一個參數(shù)類型時,傳入了不同的參數(shù)類型,是不進行類型自動轉(zhuǎn)換,具體例子如下:

// 模板函數(shù) - 1個參數(shù)類型template<class T>T myFunction( T arg1, T arg2){ cout<<arg1<<" "<<arg2<<"\n"; return arg1;}
...
// OK :替換 T 為 int 類型myFunction( 5, 7);
// OK :替換 T 為 double 類型myFunction(5.8, 8.4);
// error :沒有匹配到myFunction(int, double)函數(shù)myFunction(5, 8.4);
  • 第 12 行,可以正常執(zhí)行,替換 T 為 int 類型;

  • 第 15 行,可以正常執(zhí)行,替換 T 為 double 類型 ;

  • 第 18 行,會執(zhí)行錯誤!因為沒有匹配到 myFunction(int, double)函數(shù)。




 3 

類模板


||  01 類模板的定義

為了多快好省地定義出一批相似的類,可以定義「類模板」,然后由類模板生成不同的類。


類模板的定義形式如下:

template <class 類型參數(shù)1class 類型參數(shù)2,...> //類型參數(shù)表class 類模板名{ 成員函數(shù)和成員變量};


用類模板定義對象的寫法:

   
類模板名<真實類型參數(shù)表> 對象名(構(gòu)造函數(shù)實參表);


— —

||  02 Pair類模板例子

接下來,用 Pair 類用類模板的方式的實現(xiàn),Pair 是一對的意思,也就是實現(xiàn)一個鍵值對(key-value)的關(guān)系的類。


代碼如下:

// 類模板template <class T1, class T2>class Pair{public: Pair(T1 k, T2 v):m_key(k),m_value(v) {}; bool operator < (const Pair<T1,T2> & p) const;private: T1 m_key; T2 m_value;};
// 類模板里成員函數(shù)的寫法template <class T1, class T2>bool Pair<T1,T2>::operator < (const Pair<T1,T2> &p) const{ return m_value < p.m_value;}
int main(){ Pair<string,int> Astudent("Jay",20); Pair<string,int> Bstudent("Tom",21); cout << (Astudent < Bstudent) << endl; return 0;}

輸出結(jié)果:

1


需要注意的是,同一個類模板的兩個模板類是不兼容的:

Pair<string,int> *p;Pair<string,double> a;p = & a; //錯誤!!


— —

||  03 函數(shù)模板作為類模板成員

當(dāng)函數(shù)模板作為類模板的成員函數(shù)時,是可以單獨寫成函數(shù)模板的形式,成員函數(shù)模板在使用的時候,編譯器才會把函數(shù)模板根據(jù)傳入的函數(shù)參數(shù)進行實例化,例子如下:

// 類模板template <class T>class A{public: template<class T2> void Func(T2 t) { cout << t; } // 成員函數(shù)模板};
int main(){ A<int> a; a.Func('K'); //成員函數(shù)模板 Func被實例化 a.Func("hello"); //成員函數(shù)模板 Func再次被實例化
return 0;}


— —

||  04 類模板與非類型參數(shù)

類模板的“<類型參數(shù)表>”中可以出現(xiàn)非類型參數(shù):

template <class T, int size>class CArray{public: void Print( ){ for( int i = 0;i < size; ++i) cout << array[i] << endl; }private: T array[size];};
CArray<double,40> a2;CArray<int,50> a3; //a2和a3屬于不同的類





 4 

類模板和派生


||  01 類模板從類模板派生



上圖的代碼例子如下:

// 基類 - 類模板template <class T1,class T2>class A { T1 v1; T2 v2;};
// 派生類 - 類模板template <class T1,class T2>class B:public A<T2,T1>{ T1 v3; T2 v4;};
// 派生類 - 類模板template <class T>class C:public B<T,T>{ T v5;};
int main(){ B<int,double> obj1; C<int> obj2;    return 0;}


— —

||  02 類模板從模板類派生



上圖的代碼例子如下:

template <class T1,class T2>class A { T1 v1; T2 v2;};
template <class T>class B:public A<int,double> // A<int,double> 模板類{ T v;};
int main(){ //自動生成兩個模板類 :A<int,double> 和 B<char> B<char> obj1; return 0;}
  • 第 16 行,在創(chuàng)建 B類 對象,會自動生成兩個模板類 :A<int,double> 和 B<char> 。


— —

||  03 類模板從普通類派生



上圖的代碼例子如下:

// 基類 - 普通類class A{ int v1;};
// 派生類 - 類模板template <class T>class B:public A // 所有從B實例化得到的類 ,都以A為基類{ T v;};
int main(){ B<char> obj1; return 0;}
  • 第 16 行,在創(chuàng)建 B 類對象前,會先構(gòu)造基類 A 對象。


— —

||  04 普通類從模板類派生



上圖的代碼例子如下:

template <class T>class A{ T v1;};
class B : public A<int>{ double v;};
int main(){ B obj1; return 0;}
  • 第 14 行,在構(gòu)造 B 類對象前,會先實例化 A 模板對象。





 5 

類模板與友元


||  01 函數(shù)、類、類的成員函數(shù)作為類模板的友元

代碼例子如下:

// 普通函數(shù)void Func1() { }
// 普通類class A { };
// 普通類class B{ public: void Func() { } // 成員函數(shù)};
// 類模板template <class T>class Tmp{ friend void Func1(); // 友元函數(shù) friend class A; // 友元類 friend void B::Func(); // 友元類的成員函數(shù)}; // 任何從 Tmp 實例化來的類 ,都有以上三個友元

任何從 Tmp 實例化來的類 ,都有以上三個友元。


— —

||  02 函數(shù)模板作為類模板的友元

// 類模板template <class T1,class T2>class Pair{private: T1 key; //關(guān)鍵字 T2 value; //值public: Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };  // 友元函數(shù)模板 template <class T3,class T4> friend ostream & operator<< (ostream & o, const Pair<T3,T4> & p);};
// 函數(shù)模板template <class T3,class T4>ostream & operator<< (ostream & o, const Pair<T3,T4> & p){ o << "(" << p.key << "," << p.value << ")" ; return o;}
int main(){ Pair<string,int> student("Tom",29); Pair<int,double> obj(12,3.14); cout << student << " " << obj; return 0;}


輸出結(jié)果:

(Tom,29) (12,3.14)

— —

||  03 函數(shù)模板作為類的友元

// 普通類class A{private: int v;public: A(int n):v(n) { }  template <class T> friend void Print(const T & p); // 函數(shù)模板};
// 函數(shù)模板template <class T>void Print(const T & p){ cout << p.v;}
int main(){ A a(4); Print(a); return 0;}


輸出結(jié)果:

4


— —

||  04 類模板作為類模板的友元

// 類模板template <class T>class B {private: T v;public: B(T n):v(n) { }  template <class T2> friend class A; // 友元類模板};
// 類模板template <class T>class A {public: void Func( ){ B<int> o(10); // 實例化B模板類 cout << o.v << endl; }};
int main(){ A<double> a; a.Func (); return 0;}


輸出結(jié)果:

10





 6 

類模板與靜態(tài)成員函數(shù)



類模板中可以定義靜態(tài)成員,那么從該類模板實例化得到的所有類,都包含同樣的靜態(tài)成員。


見下面的例子:

template <class T>class A{private: static int count; // 靜態(tài)成員public: A() { count ++; } ~A() { count -- ; }; A( A & ) { count ++ ; }  static void PrintCount() // 靜態(tài)函數(shù){  cout << count << endl;     } };
template<> int A<int>::count = 0; // 初始化template<> int A<double>::count = 0; // 初始化
int main(){ A<int> ia; A<double> da; // da和ia不是相同模板類 ia.PrintCount(); da.PrintCount(); return 0;}

輸出:

11


上面的代碼需要注意的點:

  • 類模板里的靜態(tài)成員初始化的時候,最前面要加 template<> 。
  • ia 和 da 對象是不同的模板類,因為類型參數(shù)是不一致,所以也就是不同的模板類。




推薦閱讀:
C++ 一篇搞懂繼承的常見特性
掌握了多態(tài)的特性,寫英雄聯(lián)盟的代碼更少啦!


  小林coding  




免責(zé)聲明:本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布,版權(quán)歸原作者所有,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平臺立場,如有問題,請聯(lián)系我們,謝謝!

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉