深度解析C++的函数模板与类模板

概述深度解析C++的函数模板与类模板 一、函数模板

1、定义

template <class 类型参数1，class 类型参数2,……>
返回值类型 模板名 (形参表){
函数体
};

template <class T1, class T2>T2 print(T1 arg1, T2 arg2){    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;    return arg2;}

2、不通过参数实例化函数模板

#include <iostream>using namespace std;template <class T>T Inc(T n){    return 1 + n;}int main(){    cout << Inc<double>(4)/2; //输出 2.5    return 0;}

3、函数模板可以重载，只要它们的形参表或类型参数表不同即可

template<class T1, class T2>voID print(T1 arg1, T2 arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}template<class T>voID print(T arg1, T arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}template<class T,class T2>voID print(T arg1, T arg2) {    cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl;}

4、函数模板和函数的次序

在有多个函数和函数模板名字相同的情况下，编译器如下处理一条函数调用语句

先找参数完全匹配的普通函数(非由模板实例化而得的函数)。

再找参数完全匹配的模板函数。

再找实参数经过自动类型转换后能够匹配的普通函数。

上面的都找不到，则报错。

template <class T>T Max( T a, T b) {    cout << "TemplateMax" <<endl; return 0;}template <class T,class T2>T Max( T a, T2 b) {    cout << "TemplateMax2" <<endl; return 0;}double Max(double a, double b){    cout << "MyMax" << endl; return 0;}int main() {    Max( 1.2,3.4);     // 输出MyMax    Max(4, 5);         //输出TemplateMax    Max( 1.2, 3);      //输出TemplateMax2    return 0;}

5、匹配模板函数时，不进行类型自动转换

template<class T>T myFunction( T arg1, T arg2){ cout<<arg1<<" "<<arg2<<"\n"; return arg1;}……myFunction( 5, 7);      //ok ：replace T with intmyFunction( 5.8, 8.4);  //ok： ： replace T with doublemyFunction( 5, 8.4);    //error ，no matching function for callto 'myFunction(int, double)'

二、类模板

1、定义

在定义类的时候，加上一个/多个类型参数。在使用类模板时，指定类型参数应该如何替换成具体类型，编译器据此生成相应的模板类。

template <class 类型参数1，class 类型参数2，……> //类型参数表
class 类模板名{
成员函数和成员变量
};

（1）类模板里成员函数的写法：
template <class 类型参数1，class 类型参数2，……> //类型参数表
返回值类型 类模板名<类型参数名列表>::成员函数名（参数表）{
……
}
（2）用类模板定义对象的写法：
类模板名 <真实类型参数表> 对象名(构造函数实参表);

// Pair类模板template <class T1,class T2>class Pair{public:    T1 key; //关键字    T2 value; //值    Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };    bool operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const;};template<class T1,class T2>bool Pair<T1,T2>::operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const{  //Pair的成员函数 operator <    return key < p.key;}int main(){    Pair<string,int> student("Tom",19);   //实例化出一个类 Pair<string,int>    cout << student.key << " " << student.value;    return 0;}//输出：Tom 19

2、用类模板定义对象

编译器由类模板生成类的过程叫类模板的实例化。由类模板实例化得到的类，叫模板类。

同一个类模板的两个模板类是不兼容的。

3、函数模版作为类模板成员

template <class T>class A{    public:        template<class T2>        voID Func( T2 t) { cout << t; } //成员函数模板};

4、类模板与非类型参数：类模板的“<类型参数表>”中可以出现非类型参数

template <class T, int size>class CArray{    T array[size];public:    voID Print(){        for( int i = 0;i < size; ++i)        cout << array[i] << endl;    }};CArray<double,40> a2;CArray<int,50> a3;     //a2和a3属于不同的类

5、类模板与派生

（1）类模板从类模板派生

template <class T1,class T2>              int main() {class A {                                        B<int,double> obj1;    T1 v1; T2 v2;                                C<int> obj2;};                                               return 0;template <class T1,class T2>              }class B:public A<T2,T1> {                 class B<int,double>:    T1 v3; T2 v4;                             public A<double,int>{};                                            int v3; double v4;template <class T>                        };class C:public B<T,T> {    T v5;};

（2）类模板从模板类派生

template <class T1,class T2>class A {    T1 v1; T2 v2;};template <class T>class B:public A<int,double> {    T v;};int main() {    B<char> obj1;     //自动生成两个模板类 ：A<int,double> 和 B<char>    return 0;}

（3）类模板从普通类派生

class A {    int v1;};template <class T>    class B:public A { //所有从B实例化得到的类 ，都以A为基类    T v;};int main() {    B<char> obj1;    return 0;}

（4）普通类从模板类派生

template <class T>class A {    T v1;    int n;};class B:public A<int> {    double v;};int main() {    B obj1;    return 0;}

6、类模板与友员函数
（1）函数、类、类的成员函数作为类模板的友元

voID Func1() { }class A { };class B{    public:        voID Func() { }};template <class T>class Tmpl{    frIEnd voID Func1();    frIEnd class A;    frIEnd voID B::Func();}; //任何从Tmp1实例化来的类 ，都有以上三个友元

（2）函数模板作为类模板的友元

#include <iostream>#include <string>using namespace std;template <class T1,class T2>class Pair{    private:        T1 key; //关键字        T2 value; //值    public:        Pair(T1 k,T2 v):key(k),value(v) { };        bool operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const;        template <class T3,class T4>        frIEnd ostream & operator<< ( ostream & o,const Pair<T3,T4> & p);};template <class T1,class T2>bool Pair<T1,T2>::operator < ( const Pair<T1,T2> & p) const{ //"小"的意思就是关键字小    return key < p.key;}template <class T1,class T2>ostream & operator<< (ostream & o,const Pair<T1,T2> & p){    o << "(" << p.key << "," << p.value << ")" ;    return o;}int main(){    Pair<string,int> student("Tom",29);    Pair<int,double> obj(12,3.14);    cout << student << " " << obj;    return 0;}//输出：(Tom,29) (12,3.14)任意从 template <class T1,class T2>       ostream & operator<< (ostream & o,const Pair<T1,T2> & p)生成的函数，都是任意Pair摸板类的友元

（3）函数模板作为类的友元

#include <iostream>using namespace std;class A{    int v;public:    A(int n):v(n) { }    template <class T>    frIEnd voID Print(const T & p);};template <class T>voID Print(const T & p){    cout << p.v;}int main() {    A a(4);    Print(a);    return 0;}//输出：4

（4）类模板作为类模板的友元

template <class T>class B {    T v;public:    B(T n):v(n) { }    template <class T2>    frIEnd class A;};template <class T>class A {    public:    voID Func( )  {        B<int> o(10);        cout << o.v << endl;    }};

7、类模板与静态成员变量

类模板中可以定义静态成员 ，那么从该类模板实例化得到的所有类 ，都包含同样的静态成员 。

#include <iostream>using namespace std;template <class T>class A{    private:        static int count;    public:        A() { count ++; }        ~A() { count -- ; };        A( A & ) { count ++ ; }        static voID PrintCount() { cout << count << endl; }};template<> int A<int>::count = 0;template<> int A<double>::count = 0;int main(){    A<int> ia;    A<double> da;    ia.PrintCount();    da.PrintCount();    return 0;}//输出：1  1

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