对C++模板的新认识

C++的模板，是面向对象多态性的方面之一。泛型编程一般指用模板来进行程序设计。在C#2.0中，引入了泛型的概念，它比C++有更好泛型支持，无论是在语言的语法上，还是在程序生成的代码上。

上个学期，老师讲到模板的时候，全班人都一头雾水。大家都只知道模板的一个最重要的作用：使一个类或一个函数支持多种数据类型。举个简单的例子，在对数据进行排序时，需要进行比较，如果发现顺序不符合要求，就要进行数据交换。在用模板之前，我们会用下面的代码：

void swap(int a,int b){
　　int temp = b;
　　b=a;
　　a=temp;
}
如
果要交换的是double型数据或者其他数不清的数据，那么上面的代码就不适用。C++支持的函数重载可以让我们定义同名的函数，通过不同的函数签名，C
++可以自动判断应该执行哪一个函数，如果要交换的数据是double型，那么利用函数重载的方法，我们会多写下面的代码：

void swap(double a,double b){
　　double temp = b;
　　b=a;
　　a=temp;
}
我
们会看到，两种之间的代码差别十分之小。我们所做的改变就是把int改为double.那么如果是其他数据类型呢，如char，还有用户自己定义的类或结
构呢。如果我们用这样的方法，后果会相当严重。有两种分法可以解决。一种是空指针，函数的参数都为空指针，那么数据的交换就是交换指针的地址。这种方法在
C语言中很普遍。另一种就是使用模板。如果我们用模板，会有下面的代码：

template<class T>
void swap(T a,T b){
　　T temp = b;
　　b=a;
　　a=temp;
}
所
做的改变还是很少。但却实现了我们上述的要求。然而，空指针与模板之间最大的差别应该是在程序代码生成。模板是属于编译时多态性。即它的多态时是在代码编
译的时候已经确定下来。如果上面那段模板代码在程序设计时使用了许多次，其中处理的数据类型有n种，那么在编译出来的代码中，就会产生n个swap函数，
分别对应你在程序中的每一个数据类型。如果对许多种数据类型进行交换，那么程序编译出来的体积将会很膨胀。对于空指针来说，代码是相当简洁。现在我们就能
解释一下模板的语法了。我们编写一个简单的模板类：

template<class T>
class A{
private:
　　T value;
public:
　　A(T);
　　T GetValue();
　　void SetValue(T);
};
这是模板类A的界面，上面的代码仅仅声明了它的私有成员和公共的构造函数和方法，并没有实现的代码。C++提倡界面与实现相分离，我也喜欢这么做，下面是实现的代码：

template<class T>
A<T>::A(T t){
　　value = t;
}

template<class T>
T A<T>::GetValue(){
　　return value;
}

template<class T>
void A<T>::SetValue(T t){
　　value = t;
}
初看一下，会觉得罗索，因为每个构造函数和方法的实现代码都要template的字样，但如果不这么做，编译器不知道如何编译。

如
果上面的代码用在int上，那么编译器把每个T换成int，假设它把tempalte<class
T>和<T>都去除了，那么我就就定义保存一个整数的类。如果在程序中还把上面的类用在double上，那么编译器会对上面的代码进行
复制，并T改为double，重复收尾操作，就会得到一个保存double的类。这样，你会很清楚为什么每个方法的实现都要template了。因为类是
一个模板类，要为模板类实现它的方法，我们就得写模板函数。附加template为的就是在编译时，每个类都有相应的方法实现代码，同时编译器知道如何去
构造每个类的实现代码。

今天一整天都在跟模板打交道。语言还是要在实践上学习。上个学期，知道了什么是抽象类，模板，模板的继承等等。
今天为了实现让图这个数据结构支持各种数据。我写了三百多行代码来构造一有向图。效率很低，因为但抽象类和模板的比较复杂的应用不熟，debug也花了许
多时间，期间还问一些师兄。不过经过这么一次，对模板和抽象类的认识又加深了。