C++模板系列1-基础

函数模板

  1. 如下面的函数模板参数:
template<class T1, class T2, class T3>

其中,T1,T2,T3三个类型,只有出现在函数形参中的参数可以被编译器自动推导出来,否则的话,写在返回值和函数内部的类型,编译器是不负责推导的,此时需要调用者指定具体类型才可以,所以推荐可以被自动推导的类型写在后面,不人为指定,其余需人为指定的写在前面。

  1. 函数模板可以被重载,分为如下两种情况:
    (1)模板函数的具体化
  1. 此函数相对于模板函数有更高优先级被匹配到;
  2. 支持参数的自动类型转化(模板函数不支持);
  3. 手动调用的话,也可以加上<T>,来指定调用那个具体化的版本。

(2)不一样参数数量的重载;

类模板

1 简单的类模板定义与函数模板基本相同,使用模板定义类时注意,函数参数能使用const T&的地方也尽量使用;

2 类模板的重载分为特化与偏特化两种

特化的首要要求是必须特化类的所有成员函数。

类模板的定义是:

template<class T>
class Stack {};

特化则是:

template<>
class Stack<string> {};

类模板的定义是:

template<class T1, class T2>
class MyClass {};

偏特化则是偏特化一部分:

template<class T>           //模板参数数量可以变化;
class MyClass<T, T> {       //类名后面一定要跟着尖括号;
public:
    void print() {
        cout << "222" << endl;
    }
};

template<class T1, class T2>
class MyClass<T1*, T2*> {
public:
    void print() {
        cout << "333" << endl;
    }
};

template<class T>
class MyClass<T*, T*> {
public:
    void print() {
        cout << "555" << endl;
    }
};

template<class T>
class MyClass<T, int> {
public:
    void print() {
        cout << "444" << endl;
    }
};

偏特化的过程中只要不重复就都可以,但是不保证实际调用的时候不发生ambiguous:
MyClass<int, int>在MyClass<T,T>和MyClass<T1,T2>之间发生ambugious,如果定义了更好的匹配,MyClass<T, T>就没有问题了。

3 类模板也可以使用默认参数,如:

template<class T, class U = vector<T>>  //如此定义之后对使用也有了相应要求
class Stack {};

函数模板与类模板中的non-type模板参数

template<>尖括号里面的不一定是class/typename定义的类型,还可以是类似于变量声明的样子:

template<class T, int MAXSIZE>
class MyClass {};
或者:
template<class T, int MAXSIZE>
void func() {}

那个类似于变量声明的参数就是nontype参数,这个参数感觉类似于有类型的常量(当然只能是int类型的),在编译器处理之后,会进行常量的替换,nontype不同时,类型/函数也认为不一样。
ps. nontype的参数至少是const的,由于const是运行期常量,所以MAXSIZE的替换操作不一定是在什么时候呢。

两个用途是:

  1. 放在class template里,可以在后期决定数组的大小是多大,比如:
template<class T, int MAXSIZE>
class Stack {
T nums[MAXSIZE];
};

不同时候用,可能有不同的且明确的大小,此时可以使用这种情况。

  1. 函数template中使用时,可以用于定义仿函数,与STL中的算法函数搭配使用:
template<class T, int MAXSIZE>
int func(int a) {
    return a + MAXSIZE;
}
transform(arr.begin(), arr.end(), func<int, 10>);  //可以用于生成合适的函数指针
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