從零開始學習c++之函數模板與類模板

什麼是模板：

模板是c++中泛型編程的基礎，一個模板就是一個創建類或函數的藍圖或者說是公式，當使用一個vector這樣的泛型類型或者find這樣的泛型函數時，我們提供足夠的信息，將藍圖轉換爲特定的類或者函數

函數模板：

定義模板：

假如我們要比較兩個數的大小，我們可能會寫出下面這樣的函數

//比較兩個string類參數大小
int compare(const string &v1, const string &v2)
{
	if (v1 < v2) return -1;
	if (v1 > v2) return 1;
	return 0;
}

//比較兩個double類型參數
int compare(const double &v1, const double &v2)
{
	if (v1 < v2) return -1;
	if (v1 > v2) return 1;
	return 0;
}

這時我們發現，除了類型不同，函數體基本完全相同，我們便引入了函數模板。

我們可以定義一個通用的函數模板，而不是爲每個類型都定義新函數。代碼如下：

template <typename T>                        //使用<class T> 效果完全一樣                          
int compare(const T &v1, const T &v2)
{
	if (v1 < v2) return -1;
	if (v1 > v2) return 1;
	return 0;
}

<>內表示模板參數列表 這是一個逗號分隔的多個模板參數的列表，在模板定義中參數列表不能爲空
模板函數只是一個聲明，當調用模板時，編譯器會根據參數來實例化對應參數的函數來使用

調用模板函數：

        float m = 1.5, n = 2.5;
	double x = 10.5, y = 20.5;
	int a = 1, b = 2;
        //模板函數的調用    模板函數默認不作類型轉換
	compare(m,n);      //compare(float,float)
	compare(x, y);        //compare(double,double)
	//compare(a, y);            //error  

模板函數的實例化：

當調用一個函數模板時，編譯器會利用給定的函數實參來推斷模板實參，用此實際實參代替模板參數來創建出模板的一個新的實例，也就是一個新函數，這個過程稱爲實例化。

其他細節：

模板函數爲了防止類型出錯，所以不會作自動類型轉換，比如int轉換爲float。

編譯器會根據函數的第一個參數來實例化對應類型的模板函數，所以當參數的類型不同時，編譯器會報錯。

例題：

編寫一個print函數模板，它接收一個數組的引用，能處理任意大小、任意元素類型的數組

template <typename T,size_t N>
void print(const T (&a)[N])
{
	for (auto iter = begin(a); iter != end(a); iter++)
	{
		cout << *iter << "";		
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
    int a[6] = { 0,1,2,3,4,5 };
    print(a);
    return 0;
}

類模板：

類模板的定義：

template <class T>
class Vector {
public:
	Vector(int);        //構造函數(int)
	~Vector();            //析構
	Vector(const Vector&);   //拷貝構造函數
	Vecotr& operator=(const Vector&);     //=運算符重載
	T& operator[](int);       //[]運算符重載
private:
	T* m_elements;
	int m_size;
};

類模板的所有函數也是模板函數

類模板中函數的定義：

template <class T>
Vector<T>::Vector(int size) :m_size(size)
{
	m_elements = new T[m_size];
}
template <class T>
T& Vector<T>::operator[](int index)
{
	if (index <m_size &&index >0)
	{
		return m_elements[index];
	}
	else
	{
            ...
	}
}