c++（24）STL：函数模板、类模板

我们在C语言的常规编程工作中，经常会遇到因为形参数据类型，而定义多个函数。比如功能交换A和B的值

//int 类型数据交换
void MySwap(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//double 类型数据交换
void MySwap(double &a, double &b)
{
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

只要A和B 这两个数据的类型不同，我就要重定义一个新函数，而这两个函数除了形参数据类型不一样，其他的逻辑都是一样的。这样就造成了代码的重复，增加维护成本。

为了解决这个问题，c++引入了 模板。

函数模板使形参类型化，实现定义的时候不关心具体的数据类型，只关心功能的实现。

编译器为了与普通函数区分，使用关键字template。

template  
template 这两种使用方式表达的意思一样，根据习惯喜欢用哪个就用哪个。如果说需要使用多个类型的参数，那么也可以增加定义

template

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

//template  // 
template //这两种方式都可以  //如果需要多个类型参数的时候，可以增加定义 
//template
//使用template模板函数的时候，当出现template关键字的时候，只对紧接着出现的函数名生效
void MySwap(T &a, T &b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
//上面template的作用域消失

int main(void)
{
	int a = 10, b = 20;
	cout <<"a="<(c, d);
	cout <<"c="<#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template 
T MyAdd(T a, T b)
{
	cout<<"函数模板"< 
 
 
 3、函数模板和普通函数在一起调用的规则 
（1）、函数模板可以像普通函数那样被重载
 
（2）、c++编译器优先考虑普通函数   
 
                 MySwap(T a, T b);    MySwap(int a, int b); 当形参都是int时，优先考虑普通。
 
（3）、如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
 
（4）、可以通过空模板实参列表的语法限定编译器只能通过模板匹配  
 
                 MySwap<>(a, b);限定只调用函数模板   
 
 
4、c++编译模板机制剖析 
 当我们需要编译一个test.cpp的时候，他的一个编译过程大概是这样的。首先预编译器会先将宏定义进行展开，生成test.i文件，此时的这个 .i 文件我们还能看得懂。(通过编辑器打开，可以在最下面发现 宏定义展开后的代码)
 
g++ -E test.cpp -o test.i
 
之后编译器会将.i文件，进行翻译编译，生成汇编文件test.s，这个时候已经不太能 看得懂了，当然ABCD的字母还是看得懂。
 
 g++ -S test.i -o test.s
 
在之后汇编器，会将.s文件变成二进制文件，也就是目标文件，也就是test.o文件。（在windows下是.obj文件）
 
 g++ -c test.s -o test.o
 
最后到链接器，将很多.o文件和链接库文件，最后都合在一起，生成可执行文件。（linux可执行文件，文件名可自定义。windows下是.exe文件）。
 
g++ test.s -o a.out
 
 
 函数模板的机制，其实是编译器在编译阶段，对函数模板进行了翻译。将整个工程中，被调用的函数模板翻译成了普通函数。调用了N种数据类型的模板，就会生成N个不同名称的普通函数。
 
 
 下面我们来验证一下
 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template  //注意没有分号
T MyAdd(T a, T b)
{
	return (a+b);
}

int main(void)
{
	int nVal1 = 10, nVal2 = 20;
	char chVal1 = 30, chVal2 = 40;
	float fVal1 = 6.66, fVal2 = 9.99;
	
	MyAdd(nVal1, nVal2);
	MyAdd(chVal1, chVal1);
	MyAdd(fVal1, fVal2);
	
	MyAdd(nVal1, nVal1);
	
	return 0;
}


 
上面这个例子一共调用了四次MyAdd模板，我们对源文件直接进行编译g++ -S test.cpp -o test.s，生成 .s 文件。然后直接打开.s文件进行分析
 
 
.s文件还是能让我们稍微看懂一点，但是对与理解原来有很大帮助。我们看到里面有一个熟悉的main函数，在这里面call了四次 MyAdd，我们在.s里也发现了熟悉的MyAdd，只不过名字不太一样，多了一点后缀。
 
分别叫 细心点可以发现，里面不同的i、c、f、i就是  对应的数据类型的缩写，int、char、float、int。跟我们实际的调用情况也吻合。
 
 
5、函数模板案例char，int，float数据排序 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template  
void MySort(T *a, int len)
{
	int i=0, j=0;
	cout<<"排序之前的数据："< 
 
6、类模板 
类模板和函数模板很相似，有一点区别。函数模板在调用的时候，可以自动类型推导。但是类模板必须显示的指定类型。
 
要注意在类模板派生普通类的时候，子类的定义也要指定数据类型。
 
类模板派生类模板的时候，如果不指定类型。那么需要再使用template关键字，定义模板类型。
 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template  //注意没有分号
//类模板
class people
{
public:
	people(T age)
	{
		this->m_Age = age;
	}
public:
	T m_Age;
};

//类模板派生普通类
class student : public people
{
public:
};

//类模板派生类模板
template  //注意没有分号
class adult : public people
{
public:
	//类模板的，类内实现，需要指定模板类people
	adult(T age):people(age)
	{
	}
	
	void show();
};

//类模板的，类外实现，也需要指定模板类people
template  
void adult::show()
{
	//在类模板中使用成员变量，必须要加上this，或者指定类模板作用域，否则编译报错
	// adult::m_Age
	cout<<"i am adult, my age is "<m_Age< a1(30);
	a1.show();
	
	adult a2("30岁");
	a2.show();
	return 0;
}


 
 
这里一定要注意，使用类模板的时候，类内定义实现和类外定义实现的区别。其实如果对上面编译器的编译机制理解的比较好的话，就知道在分配内存的时候必要要指定类型，来区分内存大小。
 
当他是模板的时候，类型不明确。当变量不指定类型或者模板的时候，就更不知道具体的数据大小了。
 
 
 7、类模板重载操作符