模板1 0 模板基本原理

2021-08-14 08:40:20 字數 2699 閱讀 4381

為什麼需要模板

我們經常有這樣的一種使用的情形，就是我們可能需要設計乙個函式，然後函式的引數可能是整形的，也可能是浮點型的，還有可能是其他的型別的，這個時候如果對於每乙個型別都寫乙個函式，未免有點太複雜了

我們有以下幾個方法來實現乙個函式針對不同的型別都能夠實現

法一：通過函式過載實現

比如我們想要寫乙個相加的函式，我們需要實現函式的過載

int add(const


int a,const


int b)


double add(cosnt double a,const


double b)


char add(const


char a,const


char )
缺點分析：

1. 乙個類出現時就需要繼續過載乙個函式

2. **的復用率低

3. 如果乙個函式只是返回值不同，函式的過載還解決不了問題

4. 如果函式的邏輯錯誤了，那麼所有的函式都需要修改，麻煩

法二：使用公共的基類

我們可以將重複的**放在乙個公共的基類，然後進行乙個繼承

缺點：

1. 公共的**放在了基類裡面就缺少了型別檢查的優點了

2. 乙個簡單的函式，以後使用了繼承之後，以後維護起來麻煩

法三：使用巨集函式

#define add(a,b) ((a)+(b))
缺點：

1. 沒有了型別檢查

2. 在預處理階段就被替換掉了，不方便除錯

引入模板

c++為了解決上面的問題，於是就引入了模板的使用，像下面的形式來實現add函式的復用

template


t add(const t& a,const t&b)
其中我們使用class的時候，也是可以使用typename這個關鍵字的

我們在其他的地方呼叫這個模板函式的時候，就可以使用下面的方式進行乙個呼叫的過程

int x = 1;


int y = 2;


double m = 1.0;


double n = 2.0;


add(x,y);


add(m,n);
上面的兩次對模板函式的呼叫是不是呼叫的同乙個函式呢，答案：不是。他們呼叫了不同的函式，這裡引入的乙個概念就是模板的例項化

我們經常聽到的乙個概念是物件的例項化，就是我們拿乙個類去例項化乙個物件，比如我們使用下面的**去例項化乙個string的物件 

string str;
同樣的我們的模板也是有例項化的乙個過程的，就是在我們呼叫我們函式的時候，根據我們的引數進行乙個推演，比如剛剛的那個add(x,y);這個 時候編譯器會根據引數的型別，例項化生成乙個引數是整形的add函式，然後在對他進行乙個呼叫，這個就是簡單的例項化的過程。

所以說上面的兩次呼叫實際上是生成了不同的函式，然後進行的乙個呼叫的過程

小問題

問題一：模板函式和例項函式共存

還是上面add函式，如果我們這個時候在上面的模板函式的基礎之上又實現了乙個函式，這個時候會如何呼叫呢 

int add(const


int& a,const


int& b)
在這種情況下，如果我們有已經例項化的函式，這個時候會直接呼叫我們已經例項化的函式，如果沒有已經 例項化的函式，這個時候才會去找我們的模板函式，然後例項化乙個函式進行乙個呼叫的過程

問題二：模板函式和例項函式引數不匹配

還是上面的程式，我們即有了乙個模板函式，又有了乙個例項函式，這個時候我們在使用的時候，傳遞的引數不是兩個整形而是兩個雙精度浮點型，那麼這個時候是如何呼叫的呢

double a = 1.0;


double b = 2.0;


add(a,b);
這個時候會檢查我們的例項函式，但是引數的型別不匹配，所以實際上是生成了乙個引數是double型別的模板函式，然後再進行函式的乙個呼叫的過程

如果我們的引數乙個是int，乙個是double的，這個時候又是怎麼樣的呢，由大家自己去驗證吧

這裡我們還需要注意的乙個問題就是，例項化函式中的第二個引數不是乙個const的時候，這個時候，我們的給 我們的引數傳入的是乙個double的變數的時候，會發生隱式型別的轉換的，這個時候會生成乙個臨時的變數，這個臨時的變數具有常性，所以我們應該在引數上面加上乙個const

問題三：模板例項化和型別檢查

我們知道我們的模板函式只有在例項化的時候，才會生成可執行**的，如果我們在vs下面測試的時候，編譯器是不會對模板函式的內部進行檢查的，比如我們少寫了乙個分號，但是在linux下面使用g++進行 編譯的時候是會進行乙個檢查的過程的

模板類模板類也很容易實現，只不過在使用的時候，我們需要對模板類進行乙個顯式的例項化的過程 

templateclass arr


private:


t _a;


}arr arr;
上面的呼叫就是乙個顯式的例項化的過程

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