C++模板学习

1、什么是模板

我们已经学过重载(Overloading)，对重载函数而言,C++的检查机制能通过函数參数的不同及所属类的不同。正确的调用重载函数。比如。为求两个数的最大值。我们定义MAX()函数须要对不同的数据类型分别定义不同重载(Overload)版本号。

//函数1.

int max(int x,int y);
{return(x>y)?x:y ;}

//函数2.
float max( float x,float y){
return (x>y)? x:y ;}

//函数3.
double max(double x,double y)
{return (c>y)? x:y ;}

但假设在主函数中。我们分别定义了 char a,b; 那么在运行max(a,b);时 程序就会出错，由于我们未定义char类型的重载版本号。

如今，我们再又一次审视上述的max()函数，它们都具有相同的功能。即求两个数的最大值，是否能仅仅写一套代码解决问题呢？这样就会避免因重载函数定义不 全面而带来的调用错误。

为解决上述问题C++引入模板机制，模板定义：模板就是实现代码重用机制的一种工具，它能够实现类型參数化，即把类型定义为參数。 从而实现了真正的代码可重用性。模版能够分为两类，一个是函数模版。另外一个是类模版。

2、函数模板的写法

函数模板的一般形式例如以下：

Template <class或者也能够用typename T>

返回类型 函数名（形參表）
{//函数定义体 }

说明： template是一个声明模板的关键字，表示声明一个模板关键字class不能省略，假设类型形參多余一个 ，每一个形參前都要加class <类型 形參表>能够包括基本数据类型能够包括类类型.

举个样例：

//Test.cpp

#include <iostream>

using std::cout;

using std::endl;

//声明一个函数模版,用来比較输入的两个相同数据类型的參数的大小。class也能够被typename取代，

//T能够被不论什么字母或者数字取代。

template <class T>

T min(T x,T y)

{ return(x<y)?x:y;}

void main( )

{

int n1=2,n2=10;

double d1=1.5,d2=5.6;

cout<< "较小整数:"<<min(n1,n2)<<endl;

cout<< "较小实数:"<<min(d1,d2)<<endl;

system("PAUSE");

}

程序分析：main()函数中定义了两个整型变量n1 , n2 两个双精度类型变量d1 , d2然后调用min( n1, n2); 即实例化函数模板T min(T x, T y)当中Ｔ为int型。求出n1,n2中的最小值．同理调用min(d1,d2)时。求出d1,d2中的最小值．

3、类模板的写法

定义一个类模板：

emplate < class或者也能够用typename T >
class类名｛
／／类定义．．．．．．
｝；

说明：当中，template是声明各模板的关键字。表示声明一个模板。模板參数能够是一个，也能够是多个。

举个样例

// ClassTemplate.h
#ifndef ClassTemplate_HH

#define ClassTemplate_HH
template<typename T1,typename T2>

class myClass{

private:

T1 I;

T2 J;

public:

myClass(T1 a, T2 b);//Constructor

void show();

};

//这是构造函数

//注意这些格式

template <typename T1,typename T2>

myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}

//这是void show();

template <typename T1,typename T2>

void myClass<T1,T2>::show()

{

cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;

}

#endif

// Test.cpp

#include <iostream>

#include "ClassTemplate.h"

using std::cout;

using std::endl;

void main()

{

myClass<int,int> class1(3,5);

class1.show();

myClass<int,char> class2(3,'a');

class2.show();

myClass<double,int> class3(2.9,10);

class3.show();

system("PAUSE");

}

4、非类型模版參数

一般来说。非类型模板參数能够是常整数（包括枚举）或者指向外部链接对象的指针。

那么就是说，浮点数是不行的。指向内部链接对象的指针是不行的。

template<typename T, int MAXSIZE>

class Stack{

Private:

T elems[MAXSIZE];

…

};

Int main()

{

Stack<int, 20> int20Stack;

Stack<int, 40> int40Stack;

…

};

5、使用模板类型

有时模板类型是一个容器或类。要使用该类型下的类型能够直接调用。以下是一个可打印STL中顺序和链的容器的模板函数

template <typename T>
void print(T v)
{
T::iterator itor;
for (itor = v.begin(); itor != v.end(); ++itor)
{
cout << *itor << " ";
}
cout << endl;
}

void main(int argc, char **argv){
list<int> l;
l.push_back(1);
l.push_front(2);
if(!l.empty())
print(l);
vector<int> vec;
vec.push_back(1);
vec.push_back(6);
if(!vec.empty())
print(vec);
}

类型推导的隐式类型转换

在决定模板參数类型前，编译器运行下列隐式类型转换：

左值变换

修饰字转换

派生类到基类的转换

见《C++ Primer》（[注2]。P500）对此主题的完备讨论。

简而言之，编译器削弱了某些类型属性。比如我们样例中的引用类型的左值属性。举例来说。编译器用值类型实例化函数模板。而不是用对应的引用类型。

相同地，它用指针类型实例化函数模板，而不是对应的数组类型。

它去除const修饰。绝不会用const类型实例化函数模板。总是用对应的非 const类型。只是对于指针来说，指针和 const 指针是不同的类型。

底线是：自己主动模板參数推导包括类型转换，而且在编译器自己主动决定模板參数时某些类型属性将丢失。这些类型属性能够在使用显式函数模板參数申明时得以保留。

6、模板的特化

假设我们打算给模板函数（类）的某个特定类型写一个函数。就须要用到模板的特化，比方我们打算用 long 类型调用 max 的时候。返回小的值（原谅我举了不恰当的样例）：

template<> // 这代表了以下是一个模板函数

long max( long a, long b ) // 对于 vc 来说。这里的 是能够省略的

{

return a > b ?

b : a;

}

实际上。所谓特化。就是取代编译器完毕了对指定类型的特化工作。现代的模板库中。大量的使用了这个技巧。

对于偏特化。则仅仅针对模板类型中部分类型进行特化，如

template