深度解析C++的函数模板与类模板

一、函数模板

1、定义

   template
   返回值类型 模板名 (形参表){
          函数体
   };

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

2、不通过参数实例化函数模板

#include using namespace std;template T Inc(T n){    return 1 + n;}int main(){    cout << Inc(4)/2; //输出 2.5    return 0;}

3、函数模板可以重载,只要它们的形参表或类型参数表不同即可

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templatevoid print(T1 arg1, T2 arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}templatevoid print(T arg1, T arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}templatevoid print(T arg1, T arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}

4、函数模板和函数的次序

    在有多个函数和函数模板名字相同的情况下,编译器如下处理一条函数调用语句

先找参数完全匹配的普通函数(非由模板实例化而得的函数)。

再找参数完全匹配的模板函数。

再找实参数经过自动类型转换后能够匹配的普通函数。

上面的都找不到,则报错。

template T Max( T a, T b) {    cout << "TemplateMax" <<endl; return 0;}template T Max( T a, T2 b) {    cout << "TemplateMax2" <<endl; return 0;}double Max(double a, double b){    cout << "MyMax" << endl; return 0;}int main() {    Max( 1.2,3.4);     // 输出MyMax    Max(4, 5);         //输出TemplateMax    Max( 1.2, 3);      //输出TemplateMax2    return 0;}

5、匹配模板函数时,不进行类型自动转换

templateT myFunction( T arg1, T arg2){ cout<<arg1<<" "<<arg2<<"\n"; return arg1;}……myFunction( 5, 7);      //ok :replace T with intmyFunction( 5.8, 8.4);  //ok: : replace T with doublemyFunction( 5, 8.4);    //error ,no matching function for callto 'myFunction(int, double)'

二、类模板

1、定义

     在定义类的时候,加上一个/多个类型参数。在使用类模板时,指定类型参数应该如何替换成具体类型,编译器据此生成相应的模板类。

    template //类型参数表
    class 类模板名{
           成员函数和成员变量
    };

(1)类模板里成员函数的写法:
        template //类型参数表
        返回值类型 类模板名::成员函数名(参数表){
             ……
        }
(2)用类模板定义对象的写法:
         类模板名 对象名(构造函数实参表);

// Pair类模板template class Pair{public:    T1 key; //关键字    T2 value; //值    Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };    bool operator < ( const Pair & p) const;};templatebool Pair::operator < ( const Pair & p) const{  //Pair的成员函数 operator <    return key < p.key;}int main(){    Pair student("Tom",19);   //实例化出一个类 Pair    cout << student.key << " " << student.value;    return 0;}//输出:Tom 19

2、用类模板定义对象

编译器由类模板生成类的过程叫类模板的实例化。由类模板实例化得到的类,叫模板类。

同一个类模板的两个模板类是不兼容的。

3、函数模版作为类模板成员

template class A{    public:        template        void Func( T2 t) { cout << t; } //成员函数模板};

4、类模板与非类型参数:类模板的“”中可以出现非类型参数

template class CArray{    T array[size];public:    void Print(){        for( int i = 0;i < size; ++i)        cout << array[i] << endl;    }};CArray a2;CArray a3;     //a2和a3属于不同的类

5、类模板与派生

(1)类模板从类模板派生

template               int main() {class A {                                        B obj1;    T1 v1; T2 v2;                                C obj2;};                                               return 0;template               }class B:public A {                 class B:    T1 v3; T2 v4;                             public A{};                                            int v3; double v4;template                         };class C:public B {    T v5;};

(2)类模板从模板类派生

template class A {    T1 v1; T2 v2;};template class B:public A {    T v;};int main() {    B obj1;     //自动生成两个模板类 :A 和 B    return 0;}

(3)类模板从普通类派生

class A {    int v1;};template     class B:public A { //所有从B实例化得到的类 ,都以A为基类    T v;};int main() {    B obj1;    return 0;}

(4)普通类从模板类派生

template class A {    T v1;    int n;};class B:public A {    double v;};int main() {    B obj1;    return 0;}

6、类模板与友员函数
(1)函数、类、类的成员函数作为类模板的友元

void Func1() { }class A { };class B{    public:        void Func() { }};template class Tmpl{    friend void Func1();    friend class A;    friend void B::Func();}; //任何从Tmp1实例化来的类 ,都有以上三个友元

(2)函数模板作为类模板的友元

#include #include using namespace std;template class Pair{    private:        T1 key; //关键字        T2 value; //值    public:        Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };        bool operator < ( const Pair & p) const;        template         friend ostream & operator<< ( ostream & o,const Pair & p);};template bool Pair::operator < ( const Pair & p) const{ //"小"的意思就是关键字小    return key < p.key;}template ostream & operator<< (ostream & o,const Pair & p){    o << "(" << p.key << "," << p.value << ")" ;    return o;}int main(){    Pair student("Tom",29);    Pair obj(12,3.14);    cout << student << " " << obj;    return 0;}//输出:(Tom,29) (12,3.14)任意从 template        ostream & operator<< (ostream & o,const Pair & p)生成的函数,都是任意Pair摸板类的友元

(3)函数模板作为类的友元

#include using namespace std;class A{    int v;public:    A(int n):v(n) { }    template     friend void Print(const T & p);};template void Print(const T & p){    cout << p.v;}int main() {    A a(4);    Print(a);    return 0;}//输出:4

(4)类模板作为类模板的友元

template class B {    T v;public:    B(T n):v(n) { }    template     friend class A;};template class A {    public:    void Func( )  {        B o(10);        cout << o.v << endl;    }};

7、类模板与静态成员变量

     类模板中可以定义静态成员 ,那么从该类模板实例化得到的所有类 ,都包含同样的静态成员 。

#include using namespace std;template class A{    private:        static int count;    public:        A() { count ++; }        ~A() { count -- ; };        A( A & ) { count ++ ; }        static void PrintCount() { cout << count << endl; }};template int A::count = 0;template int A::count = 0;int main(){    A ia;    A da;    ia.PrintCount();    da.PrintCount();    return 0;}//输出:1  1

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