C++中函数模板的概念和意义
1,对泛型编程进行学习,泛型编程是实际工程开发中必用的技术,大型公司的通用 库都是采用泛型编程的技术完成的,C++ 中支持泛型编程技术,C++ 中的函数 模板和类模板就是 C++ 中泛型编程技术,本文分析 C++ 中的模板;
2,每一样技术 的引入都是为了解决一定的问题,下面将通过一个例子让大家意识到问题的存在,才能体会泛型编程的精妙之处;
3,C++ 中有几种交换变量的方法?
1,宏代码块;
2,函数;
4,定义宏代码块 VS 定义函数(全局的):
5,变量的交换编程实验:
#include <iostream>
#include <string> using namespace std; #define SWAP(t, a, b) \ // 宏能够完美的解决交换的问题,但是由于宏是预处理器处理的单元,也就是后续的编译器根本不知道宏的存在,因此不建议用宏完成类似的函数功能,推荐直接写函数;
do \
{ \
t c = a; \
a = b; \
b = c; \
}while() void Swap(int& a, int& b) // 要用引用来交换
{
int c = a;
a = b;
b = c;
} void Swap(double& a, double& b)
{
double c = a;
a = b;
b = c;
} void Swap(string& a, string& b)
{
string c = a;
a = b;
b = c;
} int main()
{
/*
int a = 0;
int b = 1; Swap(int, a, b); cout << "a = " << a << endl; // a = 1;
cout << "b = " << b << endl; // b = 0; double m = 2;
double n = 3; Swap(double, m, n); cout << "m = " << m << endl; // m = 3;
cout << "n = " << n << endl; // n = 2;
*/
int a = ;
int b = ; Swap(a, b); cout << "a = " << a << endl; // a = 1;
cout << "b = " << b << endl; // b = 0; double m = ;
double n = ; Swap(m, n); cout << "m = " << m << endl; // m = 3;
cout << "n = " << n << endl; // n = 2; string d = "Delphi";
string t = "Tang"; Swap(d, t); cout << "d = " << d << endl; // d = Delphi;
cout << "t = " << t << endl; // t = Tang; return ;
}
1,每当要交换两个变量的值的时候,就需要重载 Swap() 函数,而 Swap() 函 数的程序逻辑一点改变都没有,做的仅仅是复制粘贴改类型,这其实是重复的没有技术含量的活;
2,使用宏不安全、函数重载复制粘贴改类型,重复性劳动;
6,定义宏代码块:
1,优点:代码复用,适合所有的类型;
2,缺点:编译器不知道宏的存在,缺少类型检查(不安全);
定义函数:
1,优点:真正的函数调用,编译器对类型进行检查;
2,缺点:根据类型重复定义函数,无法代码复用;
7,C++ 中有没有解决方案集合两种方法的优点?
1,有,泛型编程;
8,泛型编程概念:
1,不考虑具体数据类型的编程方式;
1,对于 Swap 函数可以考虑下面的泛型写法:
1,代码示例:
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
a = t;
}
2,Swap 泛型写法中的 T 不是一个具体的数据类型,而是泛指任意的数据类型;
9,C++ 中泛型编程:
1,函数模板:
1,一种特殊的函数可用不同类型进行调用;
2,看起来和普通函数很相似,区别是类型可被参数化:
1,代码示例:
template<typename T> // 定义了一个模板,里面有一个类型名 T,泛指各种类型;
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
3,函数模板的语法规则:
1,template 关键字用于声明开始进行泛型编程;
2,typename 关键字用于声明泛指类型;
4,函数模板的使用:
1,自动类型推导调用;
1,根据实参类型进行推导;
2,具体类型显示调用;
int a = ;
int b = ; Swap(a, b); // 自动推导;根据参数自动推导模板中的 T 应该为 int 类型; float c = ;
float d = ; Swap<float>(c, d); // 显示调用;显示告诉函数模板中的 T 是一个 float 类型;
10,函数模板使用初探编程实验:
#include <iostream>
#include <string> using namespace std; template < typename T > // 开始泛型编程,泛指类型是 T;在下面函数定义中用 T 可以代表类型;
void Swap(T& a, T& b)
{
T c = a;
a = b;
b = c;
} template < typename T >
void Sort(T a[], int len)
{
for(int i=; i<len; i++)
{
for(int j=i; j<len; j++)
{
if( a[i] > a[j] )
{
Swap(a[i], a[j]);
}
}
}
} template < typename T >
void Println(T a[], int len)
{
for(int i=; i<len; i++)
{
cout << a[i] << ", ";
} cout << endl;
} int main()
{
/* 以下是交换数据函数模板测试代码 */
int a = ;
int b = ; Swap(a, b); // 自动推导,等价于 Swap<int>(a, b); cout << "a = " << a << endl; // a = 1;
cout << "b = " << b << endl; // b = 0; double m = ;
double n = ; Swap(m, n); // 自动推导,等价于 Swap<double>(a, b); cout << "m = " << m << endl; // m = 3;
cout << "n = " << n << endl; // n = 2; string d = "Delphi";
string t = "Tang"; Swap<string>(d, t); //显示指定;将 T 替换成 string,然后进行调用; cout << "d = " << d << endl; // d = Delphi;
cout << "t = " << t << endl; // t = Tang; /* 以下是选择排序算法测试代码 */ int a[] = {, , , , }; Println(a, ); // 5, 3, 2, 4, 1
Sort(a, ); // 自动推导
Println(a, ); // 1, 2, 3, 4, 5 string s[] = {"Java", "C++", "Pascal", "Ruby", "Basic"}; Println(s, ); // Java, C++, Pascal, Ruby, Basic,
Sort(s, );
Println(s, ); // Basic, C++, Java, Pascal, Ruby, return ;
}
1,使用函数模板程序中代码复用率大大增加;
2,大公司中自己通用库都是使用泛型编程、模板技术来完成的;
3,模板技术、泛型编程,非常适合于用来写算法,通用库都是使用模板技术完成;
11,小结:
1,函数模板是泛型编程在 C++ 中的应用方式之一;
1,之二是类模板;
2,函数模板能够根据实参对参数类型进行推导;
3,函数模板支持显示的指定参数类型;
4,函数模板是 C++ 中重要的代码复用方式;
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