柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：c語(yǔ)言 探索C嘎嘎：模版初階

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前言：

? 小編在前文講述了C++的內(nèi)存管理，下面我們來(lái)開始繼續(xù)探索C++，開啟C++又一個(gè)重要的內(nèi)容，模版初階的詳解，代碼時(shí)間到！

目錄

1.泛型編程

1.1.引子

1.2.泛型編程

2.函數(shù)模版

2.1.函數(shù)模版的概念

2.2.函數(shù)模版的格式

2.3.函數(shù)模版的原理

2.4.函數(shù)模版的實(shí)例化

?2.4.1.隱式實(shí)例化

2.4.2.顯示實(shí)例化

2.5.函數(shù)模版的匹配原則

3.類模版

3.1.類模版的定義格式

3.2.類模版的實(shí)例化

4.總結(jié) ???????

正文：

1.泛型編程

1.1.引子

? 在講述泛型編程之前，小編先說(shuō)一個(gè)例子來(lái)幫助各位讀者朋友等會(huì)更好的去了解泛型編程，交換函數(shù)想必各位讀者朋友都非常清楚，我們?cè)贑語(yǔ)言階段就多次寫過(guò)交換函數(shù)，小編也在二叉樹那篇文章也寫過(guò)交換函數(shù)，交換函數(shù)是幫我們?nèi)ソ粨Q兩個(gè)數(shù)，只不過(guò)這兩個(gè)數(shù)的類型一般是一致的，就比如整形就得和整形進(jìn)行交換，字符型就是要和字符型進(jìn)行交換，就比如下面代碼所示：

void swap(int& a, int& b)

{

int c = a;

a = b;

b = c;

}

void swap(float& a, float& b)

{

float c = a;

a = b;

b = c;

}

void swap(char& a, char& b)

{

char c = a;

a = b;

b = c;

}

? 當(dāng)我們?cè)趯懸粋€(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，那個(gè)項(xiàng)目既有整形的交換，浮點(diǎn)型的交換，字符型交換等等，這就意味著我們需要寫三個(gè)重載的函數(shù)來(lái)完成交換函數(shù)，這樣就體現(xiàn)不出來(lái)C++的簡(jiǎn)介美了，只會(huì)讓我們?cè)黾訉懘a的量，而且還有代碼的可維護(hù)性比較低，一步錯(cuò)步步錯(cuò)，這就得不償失了，于是C++就推出了一個(gè)好用的功能，它就是模版，通過(guò)寫模版我們就可以實(shí)現(xiàn)出交換函數(shù)，一個(gè)模版便可以解決上面三個(gè)函數(shù)的問(wèn)題2，在具體講解模版之前，小編先給各地讀者朋友簡(jiǎn)單介紹一下泛型編程。

1.2.泛型編程

? 如果在C++中，也能存在一個(gè)摸具，通過(guò)給這個(gè)模具不斷的添加材料（類型），來(lái)獲得不同材料的鑄件（即生成相同類型的代碼），那就會(huì)節(jié)省很多開支，巧的就是前人已經(jīng)將樹栽好（模具已經(jīng)建立），我們僅需再次乘涼即可。泛型編程就是編寫與類型無(wú)關(guān)的通用代碼，是代碼復(fù)用的一種手段，我們今日所講的模版，便就是泛型編程的基礎(chǔ)，現(xiàn)在我們還不能完全去了解泛型編程，因?yàn)槲覀儗W(xué)的還沒(méi)有那么深，現(xiàn)在我們僅需知道模版是泛型編程的基礎(chǔ)即可，下面小編將會(huì)分兩步進(jìn)行模版的講述，一個(gè)是函數(shù)的模版，一個(gè)是類的模版，下面，系好安全帶，準(zhǔn)備出發(fā)！

2.函數(shù)模版

2.1.函數(shù)模版的概念

? 函數(shù)模版其實(shí)代表了一個(gè)函數(shù)家族，該函數(shù)模版與類型無(wú)關(guān)，在使用被參數(shù)化，根據(jù)實(shí)參類型產(chǎn)生函數(shù)的特定；類型版本

2.2.函數(shù)模版的格式

? 下面小編就展示一下我們?nèi)绾稳懞瘮?shù)模版，如下所示：

template

返回值類型 函數(shù)名(參數(shù)列表){} //這里需要注意，此時(shí)上面的typename也可以寫成class，怎么方便怎么來(lái)

? 以上便就是函數(shù)模版的寫法，小編也在代碼頁(yè)寫了，此時(shí)的typename也可以寫成class，根據(jù)自己的習(xí)慣自己來(lái)就好，小編就喜歡使用class，可能現(xiàn)在很多讀者朋友知道了用法，但是不知道如何實(shí)踐，不要著急，下面小編就給各位讀者朋友展示一下交換函數(shù)的模版應(yīng)該怎么寫。

template

void swap(T& x, T& y)

{

T m = x;

x = y;

y = m;

}

? 上面便就是交換函數(shù)的模版，通過(guò)上面的書寫，小編認(rèn)為可以快速幫助讀者朋友認(rèn)識(shí)到函數(shù)模版的使用，下面小編給各位讀者朋友講述一下函數(shù)模版實(shí)現(xiàn)的原理。

2.3.函數(shù)模版的原理

? 函數(shù)模版其實(shí)和現(xiàn)實(shí)生活中的藍(lán)圖差不多，它本身并不是函數(shù)，是編譯器用使用方式產(chǎn)生特定的具體類型的模具，所以其實(shí)模版就是幫助我們把本來(lái)我們自己要重復(fù)干的活交給了編譯器來(lái)做，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們通過(guò)模版讓編譯器變成了牛馬，其中的過(guò)程如下圖所示：

? ?在編譯器進(jìn)行編譯的階段，對(duì)于函數(shù)模版的使用，編譯器需要根據(jù)傳入的實(shí)參類型來(lái)推演生成對(duì)應(yīng)類型的函數(shù)以供調(diào)用。就比如：當(dāng)用double類型使用函數(shù)模版的時(shí)候，編譯器會(huì)對(duì)類型進(jìn)行推演，進(jìn)而確認(rèn)T就是double，然后會(huì)產(chǎn)生一份專門處理double的代碼，對(duì)于字符型，整形什么的也是這種情況，這就是函數(shù)模版的原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們只要寫好了模版，編譯器會(huì)自動(dòng)識(shí)別我們傳遞的類型從而把T轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的類型，這個(gè)時(shí)候可能就有讀者朋友會(huì)問(wèn)了，對(duì)于上面小編所寫的交換函數(shù)代碼，倘若我填的第一個(gè)數(shù)是整形，第二個(gè)數(shù)是浮點(diǎn)型會(huì)有怎樣的情況？不要著急，這涉及到了小編后面將會(huì)講述的知識(shí)點(diǎn)，下面繼續(xù)往后出發(fā)嘍！

2.4.函數(shù)模版的實(shí)例化

? 用不同的類型使用函數(shù)模版的時(shí)候，稱為函數(shù)模版的實(shí)例化，函數(shù)模版的實(shí)例化可以分為隱式實(shí)例化和顯示實(shí)例化，現(xiàn)在我們先來(lái)進(jìn)行前者的講述。

?2.4.1.隱式實(shí)例化

? 對(duì)于隱式實(shí)例化，說(shuō)白了其實(shí)就是讓編譯器自己去識(shí)別此時(shí)的類型是什么，然后再把T轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的類型即可，下面小編就用加法函數(shù)來(lái)給各位讀者朋友舉例，如下代碼所示：

template

T Add(T x, T y)

{

return x + y;

}

int main()

{

int a = 12, b = 13;

double c = 11.1, d = 12.2;

int m = Add(a,b);

Add(c, d);

}

? 以上就是函數(shù)模版的隱式實(shí)例化，其實(shí)隱式實(shí)例化可以理解為我們什么也不需要做，讓編譯器幫我們?nèi)プ鼍秃昧耍贿^(guò)此時(shí)的隱式實(shí)例化有一個(gè)情況倘若我們什么也不做是行不通的，就比如下面的實(shí)例化：

Add(a, d);

? ?此時(shí)如果這么寫的話編譯器是給我們報(bào)錯(cuò)的，編譯器報(bào)錯(cuò)的原因解釋的不太行，這里小編提一嘴，報(bào)錯(cuò)后編譯器給出的錯(cuò)誤并不是完全正確的，有時(shí)候也是會(huì)有出錯(cuò)的情況，這里出錯(cuò)的原因其實(shí)就是此時(shí)的編譯器是無(wú)法理解此時(shí)我們傳的類型到底是什么，如果是按照第一個(gè)參數(shù)來(lái)斷定T的類型，那么在第二個(gè)參數(shù)的時(shí)候便會(huì)出錯(cuò)，這讓編譯器摸不著頭腦了，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決策略，小編有兩種解法可以幫助我們?nèi)グ堰@個(gè)題目解決，如下所示：

1.把某一個(gè)元素強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換（簡(jiǎn)單粗暴）

Add(a, (int)d);

2. 再寫一個(gè)模版，不過(guò)此時(shí)的模版參數(shù)是兩個(gè)，如下所示：

template

T1 Add(T1 x, T2 y)

{

return x + y;

}

? 對(duì)于第一種解決方案，小編認(rèn)為還是蠻簡(jiǎn)單粗暴的，我們僅需隨機(jī)在兩個(gè)實(shí)參中把其中一個(gè)進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，從而讓編譯器不在犯迷糊，這是是用一個(gè)模版參量解決的方案之一，等會(huì)再顯示類型轉(zhuǎn)換的時(shí)候小編還會(huì)繼續(xù)說(shuō)，對(duì)于第二種方式，從嚴(yán)格意義上來(lái)講，這是牽扯到了另一個(gè)模版了，如果我們?cè)趯戭}目的時(shí)候強(qiáng)制只有一個(gè)模版參量，那么就用第一個(gè)就可以了，反之使用第二個(gè)就好了，這便是隱式實(shí)例化的內(nèi)容，下面開始講解顯示實(shí)例化。

2.4.2.顯示實(shí)例化

? 對(duì)于顯示實(shí)例化，它的用法也是很簡(jiǎn)單，我們僅需在函數(shù)名后加上<>即可，<>里面放置的是我們想要模版參數(shù)類型的實(shí)際類型，還是拿上面的整形和浮點(diǎn)型相加來(lái)進(jìn)行舉例，如果我們僅寫一個(gè)模版參量的模版，那么強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換是第一種解決方案，顯示實(shí)例化則是第二種解決方案，如下所示：

Add(a, d);

? 上面的代碼就可以成功的去運(yùn)行，因?yàn)榇藭r(shí)我們使用了顯示實(shí)例化，我們直接告訴了編譯器，此時(shí)的模版參量就是int類型，編譯器會(huì)在傳參的過(guò)程中默默會(huì)生成隱式類型轉(zhuǎn)換，把其中不是整形的轉(zhuǎn)換為整形的，這就是顯示類型實(shí)例化，難度也沒(méi)有很大，各位讀者朋友要知道這些實(shí)例化的方法，避免以后框框出錯(cuò)，下面我們進(jìn)入函數(shù)模版最后一部分的講解。

2.5.函數(shù)模版的匹配原則

? 肯定有讀書朋友好奇，倘若我在寫Add函數(shù)的時(shí)候，我寫了一份整形類型的Add函數(shù)，寫了一份單參量的函數(shù)模版，還寫了一份雙模版的函數(shù)模版，那么如果我調(diào)用Add(1,2)，那么編譯器會(huì)先去調(diào)用哪一份函數(shù)呢？不要著急，下面小編就介紹一下函數(shù)模版的匹配原則：

?1.一個(gè)非模版函數(shù)可以和一個(gè)同名的函數(shù)模版同時(shí)存在，而且該函數(shù)模版還可以被實(shí)例化為這個(gè)非模版函數(shù)。這個(gè)說(shuō)法是很容易讓人去理解的，它意味著我們寫完了一個(gè)模版Add以后，還可以寫一個(gè)專屬整型的Add函數(shù)，這倆是可以同時(shí)存在的，當(dāng)這兩個(gè)同時(shí)存在時(shí)，倘若我寫了一個(gè)Add（1,2），編譯器是會(huì)去調(diào)用整型的Add函數(shù)，而不會(huì)去使用模版，對(duì)于這個(gè)特點(diǎn)小編會(huì)在下面說(shuō)的，這里我提前說(shuō)一下，我們可以把模版想成菜單，把專屬整型的Add函數(shù)認(rèn)定為預(yù)制菜，編譯器也不傻，有預(yù)制菜不用去用菜單自己炒一個(gè)，所以會(huì)去調(diào)用后面的函數(shù)，如下圖所示：

int Add(int x, int y)

{

return x = y;

}

template

T Add(T x, T y)

{

return x + y;

}

int main()

{

int a = 12, b = 13;

Add(a, b);

}

? 上圖就顯示了編譯器是會(huì)調(diào)用現(xiàn)成的函數(shù)的，這就引出了第二個(gè)特點(diǎn)：

?2.對(duì)于非模版函數(shù)和同名函數(shù)模版，如果其他條件都相同，在調(diào)用時(shí)會(huì)優(yōu)先調(diào)用非模版函數(shù)而不會(huì)從該模版產(chǎn)生出一個(gè)實(shí)例，如果模版可以產(chǎn)生一個(gè)具有更好匹配的函數(shù)，那么還是會(huì)選擇模版。這個(gè)特點(diǎn)小編也在前面說(shuō)了，編譯器又不是傻子，它雖然是一個(gè)牛馬，但它知道如何做才會(huì)省事，所以它是會(huì)篩選模版函數(shù)的，就比如我寫了兩個(gè)模版參量的模版和一個(gè)模版參量的模版，如果我用了Add(1,2)，那么是會(huì)去調(diào)用一個(gè)參量的，因?yàn)槭∈?，但是如果我是Add(1,1.1)，那么系統(tǒng)會(huì)直接調(diào)用兩個(gè)模版參量的，如下所示：

template

T Add(T x, T y)

{

return x + y;

}

template

T1 Add(T1 x, T2 y)

{

return x + y;

}

int main()

{

int a = 12, b = 13;

double c = 11.1, d = 12.2;

Add(a, b);

Add(a, d);

}

? 上面的調(diào)試過(guò)程便給我們展示了函數(shù)模版是如何去進(jìn)行調(diào)用的，如果都是一個(gè)類型，編譯器是會(huì)調(diào)用單模版參量的模版，因?yàn)槭∈?，僅需把一個(gè)T轉(zhuǎn)換為一個(gè)類型即可；如果有兩個(gè)類型，那么自然的就會(huì)去調(diào)用兩個(gè)模版參量的模版，這就是第二個(gè)匹配原則，下面來(lái)看第三個(gè)：

?3.函數(shù)模擬不允許自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，但是普通函數(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換。這個(gè)特點(diǎn)小編在上面也就展示出來(lái)了，這里就不多說(shuō)明了，這就是函數(shù)模版的寫法，下面我們繼續(xù)出發(fā)，開始講述類模版的寫法~

3.類模版

3.1.類模版的定義格式

? 其實(shí)函數(shù)模版就已經(jīng)講述了許多模版的特性了，所以在類模版的時(shí)候小編會(huì)少說(shuō)一點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，不然就顯的我水字?jǐn)?shù)了，下面小編就通過(guò)寫代碼的方式來(lái)幫助讀者朋友知道類模版的定義格式：

template //不一定就這些

class wang

{

//類內(nèi)成員函數(shù)的定義或者類內(nèi)成員的定義

};

? 上面就是類模版的定義格式，下面小編就以Stack類模版來(lái)幫助各位更好的去理解類模版：

template

class Stack

{

public:

Stack(int capcaity = 4)

{

_arr = new Stack[capcaity];

_size = 0;

_capcaity = capcaity;

}

private:

T* _arr;

int _capcaity;

int _size;

};

? ?上面就是小編簡(jiǎn)單寫出來(lái)的Stack類模版，其實(shí)類模版和函數(shù)模版是很像的，只不過(guò)一個(gè)是函數(shù)一個(gè)類罷了，想必現(xiàn)在很多讀者朋友會(huì)好奇類模版如何實(shí)例化，不要著急，下面小編就給各位讀者朋友講述一下類模版的實(shí)例化。

3.2.類模版的實(shí)例化

? 類模版的實(shí)例化和函數(shù)模版的實(shí)例化不同，類模版的實(shí)例化需要在類模版后面加上<>，然后將實(shí)例化對(duì)象的類型放在<>即可，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)類模版只可以顯示實(shí)例化，因?yàn)槿绻贿@樣干的話編譯器不知道如何去進(jìn)行實(shí)例化，類模版的名字并不是真正的類，而實(shí)例化的結(jié)果才是真正的類，下面小編就給出類模版實(shí)例化的代碼：

int main()

{

Stacks1; //這樣實(shí)例化可以額

Stack s2; //這樣實(shí)例化會(huì)報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)原因：缺少 類模板 "Stack" 的參數(shù)列表

}

? 對(duì)于類模版的實(shí)例化，就必須顯示實(shí)例化，這個(gè)點(diǎn)各位讀者朋友一定要記住，以上就是類模版的講解，講解的還是蠻少的，因?yàn)楹瘮?shù)模版其實(shí)就把模版的一些特性講述的很多了，類模版的講述僅僅就是幫助讀者朋友去了解類模版的使用罷了。

4.總結(jié)

? 以上就是本篇博客小編所要講述的內(nèi)容，模版是C++比較重要的內(nèi)容，也是一個(gè)為后面知識(shí)學(xué)習(xí)打下的基礎(chǔ)，小編之后就要開始講解STL庫(kù)了，到時(shí)候?qū)?huì)給讀者朋友們展示一下C++內(nèi)容最爽的部分，如果本篇文章出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)指出，小編定會(huì)及時(shí)回復(fù)，那么，大佬們，我們下一篇文章見(jiàn)啦?。ㄑ捞壅嬉?/p>

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