第七章 2.泛型編程（模板）

目錄

• 函式模板
• 類模板
• 類模板與派生
• 類模板與友元
• 類模板中的static成員

作用：提高程式可復用性，程式編譯時自動生成相應函式

函式模板和類模板中的型別引數表中class和typename可相互替換

函式模板

2. 格式

   template<class T1,class T2,...>
   回傳值型別 模板名（引數表）{
       函式體
   }
   

3. 匹配順序

   • 引數完全匹配的普通函式
   • 引數完全匹配的模板函式（匹配模板函式時，不會進行自動型別轉換）
   • 實參經過自動型別轉換 后匹配的普通函式
   • 上述匹配均不存在則報錯

4. 可通過模板函式名<型別>不通過引數實體化

5. 模板函式也可以多載，只要形參表或型別引數表不同即可

6. 支持函式指標型別

   #include<iostream>
   using namespace std;
   template<class T,class Pred>
   void Map(T s,T e,T x,Pred op){
   	for(;s!=e;s++,x++)  *x=op(*s);
   }
   double Square(double x){return x*x;}
   int Cube(int x){return x*x*x;}
   
   template<class T>
   void Output(T &arr){
   	for(int i=0;i<(sizeof(arr)/sizeof(*arr));++i) cout<<arr[i]<<" ";
   	cout<<endl; 
   }
   int main(){
   	int a[5]={1,2,3,4,5},b[5];
   	double d[5]={1.1,2.2,3.3,4.4,5.5},c[5];
   	Map(a,a+5,b,Square);
   	Output(b);
   	Map(a,a+5,b,Cube);
   	Output(b);
   	Map(d,d+5,c,Square);
   	Output(c);
   	return 0;
   }
   

類模板

1. 定義方式：

   template<class T1,class T2,...>
   class ClassName{
       Member Function;
       Member Variable;
       ReturnType Func(Parameter Table);
   }
   //在類外定義成員函式
   template<class T1,class T2,...>
   ReturnType ClassName<T1,T2,...>::Func(Parameter Table){ ... }
   //通過類模板定義物件
   ClassName<T1,T2,...> Obj;
   
   //類模板的型別引數表可以包含非型別引數
   template<class T,int size>
   class Count{
       public:
       	T arr[size];
       	void Output(){
               for(int i=0;i<size;++i) cout<<arr[i]<<endl;
           }
   }
   Count<double,50> test;
   

2. 在類模板內定義函式模板

   class Test{
   	public:
   		template<class T2>
   		void Func(T2 a){
   			cout<<a<<endl;
   		}
   };
   int main(){
   	Test<int> a;
   	a.Func("Test");
   	return 0;
   }
   

3. 編譯器由類模板生成類的程序稱為類的實體化，生成的類稱為模板類

4. 同一類模板生成的不同模板類不兼容（即兩個獨立不同的型別）

類模板與派生

1. 類模板從類模板派生

2. 類模板從模板類派生

3. 類模板從普通類派生

4. 普通類從模板類派生

   template<class T1,class T2>
   class A{
       T1 v1;
       T2 v2;
   }
   //類模板從類模板中派生
   template<class T1,class T2> 
   class B:public A<T2,T1>{ //A模板實體化順序不一定相同
       T1 v3;
       T2 v4;
   }
   //類模板從模板類派生
   template<class T>
   class B:public A<int,double>{}
   //類模板從普通類中派生
   class C{int a;}
   template<class T> 
   class B:public C{
       T val;
   }
   //普通類從模板類中派生
   class D:public A<int,double>{ int a;}
   

類模板與友元

1. 函式、類、類成員函式作為類模板友元

   void Func1(){}
   class A{
       int a;
       public:
       void Func(){}
   }
   template<class T>
   class B{
       T a;
       public:
       friend void Func1(); //友元函式
       friend class A; //友元類
       friend void A::Func(); //類成員函式作為友元類
   }
   

2. 函式模板作為類模板友元

   template<typename T1,typename T2>
   class Pair{
   	T1 key;
   	T2 value;
   public:
        Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v){}
        //函式模板作為類模板友元
        template<class T3,class T4> //不能寫T1、T2，否則可能報錯
        friend ostream& operator<< (ostream &out,const Pair<T3,T4> &p); 
   };
   template<class T1,class T2>
   ostream& operator<< (ostream& out,const Pair<T1,T2> &p){
   	return out<<"("<<p.key<<","<<p.value<<")"<<endl;
   }
   

3. 函式模板作為類的友元

   class A{
       int v;
   public:
       A(int n):v(n){}
       template<class T>
       friend void Print(const T& p); 
   }
   template<class T>
   void Print(const T& p){cout<<p.v;}
   int main(){
       A a(10);
       Print(a);
       return 0;
   }
   

4. 類模板作為類模板友元

   template<class T>
   class A{
       T v;
       public:
       A(int n):v(n){}
       template<class T2> //不能寫成T，可能報錯
       friend class B;
   }
   template<class T>
   class B{
      public:
           void Func(){
               A<int> o(10);
               cout<<o.v<<endl;
           }
       }
   

類模板中的static成員

1. 統一類模板的不同型別的實體static相互獨立，相同型別示例共用

   class A{
   	static int count;
   	public:
   		void PrintCnt(){ cout<<count<<endl; }
   		A(){count++;}
   		~A(){count--;}
   		A(A&){count++;}
   };
   template<> int A<int>::count=0; //類模板中static變數宣告方式
   template<> int A<double>::count=0;
   int main(){
   	A<int> a,c;
   	a.PrintCnt(); //2
   	A<double> b;
   	b.PrintCnt(); //1
   	return 0;
   }
   

標籤：C++

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