函数模板

函数模板概念

函数模板:编译器生成代码的一个规则。函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。

函数模板格式

//要让这个函数与类型无关
//Add函数模板
template<class T,typename s>  //模板的参数列表
//告诉编译器T是一种类型
T Add(T left, T right)
{return left + right;
}

函数模板原理

针对于下面的代码，我们看编译器给我们的反汇编代码，来了解函数模板编译器是怎么处理的？

T Add(T left, T right)
{cout << typeid(T).name() << endl;return left + right;
}
int main()
{//对函数模板实例化Add(1, 2);Add(1.0, 2.0);Add('1', '2');return 0;
}

每个函数地址不一样，说明编译器为每个类型都准备了相对应的函数
在编译阶段，如果编译器检测到对某个函数模板实例化

对实参类型进行推演(和函数重载有点像)，根据推演的结果，确认模板参数列表中T的实际类型
将它集合函数模板，处理具体类型的函数，生成对应类型的函数

但是下面这个调用，就会报错，因为第一参数给成整型，编译器就会认为T是整型，但是第二个参数是double类型，那么编译器又认为T是double类型，两者冲突，编译器就不知道T到底是什么。
模板一般不会进行相应类型转化

Add(1,2.0)

解决方法:

T Add(T left, T2 right)
{cout << typeid(T).name() << endl;return left + right;
}

也可以手动进行强制类型转换
也可以这样调用Add<int>('1', '2.0');

函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为:隐式实例化和显示实例化

隐式实例化

让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

T Add(T left, T right)
{cout << typeid(T).name() << endl;return left + right;
}
int main()
{//对函数模板实例化Add(1, 2);Add(1.0, 2.0);Add('1', '2');return 0;
}

显示实例化

在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

Add<int>('1', '2.0');

函数模板参数的匹配原则

一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数

int Add(int left, int right)
{return right + left;
}
template<class T>
T Add(T left, T right)
{return left + right;
}int main()
{//同名函数与函数模板同时存在时，优先使用模板生成的函数Add<>(1, 2); //隐式实例化Add(1,2);return 0;
}

对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将选择模板

int Add(int left, int right)
{return right + left;
}
template<class T>
T Add(T left, T right)
{return left + right;
}
int main()Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数return 0;
}

模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换

类模板

类模板的定义

typedef int DataType;
template<class T>
class SeqList
{public:SeqList(size_t capacity = 10):_array(new T(capacity)), _size(0), _capacity(capacity){}~SeqList(){delete[] _array;_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}//尾部void PushBack(const T& data);void PopBack(){--_size;}//任意位置插入和删除/*void Insert(size_t pos, T&data);void Erase(size_t pos);*///在const类型成员函数中不能修改成员变量//const修饰this指针size_t size()const{return _size;}size_t Capacity()const{return _capacity;}bool Empty()const{return 0 == _size;}T&operator[](size_t index){assert(index < _size);return _array[index];}const T&operator[](size_t index) const{assert(index < _size);return _array[index];}
private:void _CheckCapacity(){if (_size == _capacity){//开辟新空间T* array = new T[2 * _capacity];//拷贝元素//memcpy(array, this->_array, _size*sizeof(T));for (size_t i = 0; i < _size; ++i){array[i] = _array[i];}//释放旧空间delete[] _array;_array = array;_capacity *= 2;}}
private:T* _array;size_t _size;size_t _capacity;
};
template<class T>
void  SeqList<T>::PushBack(const T& data)
{_CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;
}

类模板的实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<>中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。

void TestSeqList()
{SeqList<int> s1;s1.PushBack(1);s1.PushBack(2);s1.PushBack(3);s1.PushBack(4);cout << s1[2] << endl;s1[2] = 10;cout << s1.size() << endl;cout << s1.Capacity() << endl;cout << s1[2] << endl;SeqList<double> s2;
}

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