模板

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三、模板

1.为什么要引入模板？

使用模板的目的就是能够让程序员编写与类型无关的代码。

2.关键字：

template typename class

3.函数模板的格式：

template <class 形参名, class 形参名, ...> 返回类型 函数名(参数列表)
  {
    // 函数体
  }

1.函数模板

template

// max.cpp
template <class T>  // 参数T表明是一种类型
T max(T a, T b) {   // 函数模板
  return (a > b) ? a : b;
}

// main.cpp
// 只写函数模板，不写模板函数，系统是不会产生任何代码数据的
int main() {
  int iVal = max(100, 99);// 模板函数，无尖括号，默认类型为int
  char cVal = max<char>('A', 'B');// 模板函数，有尖括号<char>，指定类型
      
  return 0;
}

typename

// swap.cpp
// 通过typename定义模板
template <typename T>
void swap(T& a, T& b) {
  T tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

// main.cpp
int main() {
  int x = 20;
  int y = 30;
  swap<int>(x, y);
  
  return 0;
}

变量作为模板参数

// display.cpp
// 变量作为模板的参数
template <int size>
void display() {
  cout << size << endl;
}

// main.cpp
int main() {
  display<10>();    // 模板参数需传入一个确定的值
  
  return 0;
}

多参数函数模板

// display.cpp
// 多参函数模板
template <typename T, typename P>
void display(T a, P b) {
  cout << a << "," << b << endl;
}

// main.cpp
int main() {
  int a = 1024;
  string str = "Hello, world!";
  display<int, string>(a, str); // 使用的时候两个参数的类型都要指定出来
  
  return 0;
}

typename和class混用

// minus.cpp
// 分清模板的参数和函数的参数，二者没有关系
template <typename T, class C>
T minus(T* a, U b);

// display.cpp
template <typename T, int size>
void display(T a) {
  for(int i = 0; i < size; i++)
    cout << a <<endl;
}

// main.cpp
int main() {
  display<int, 5>(15);
  
  return 0;
}

函数模板与重载

// display.cpp
// 三个不同的模板函数之间形成了重载
template <typename T>
void display(T a);

template <typename T>
void display(T a, T b);

template <typename T, int size>
void display(T a);

// main.cpp
int main() {
  display<int>(10);
  display<int>(10, 20);
  display<int, 5>(30);
}

2.类模板

// MyArray.cpp
template <class T>
class MyArray {
  public:
    void display() {    //在类内定义成员函数
      ...
    }
  private:
    T *m_pArr;
};

// 在类外定义成员函数
template <class T>
void MyArray<T>::display() {
  ...
}

// main.cpp
int main() {
  MyArray<int> arr; // 此时产生模板类
  arr.display();
  
  return 0;
}

多参数类模板

// Container.cpp
template <typename T, int iSize>
class Container {
  public:
    void display(); // 类内定义成员函数
  private:
    T m_obj;
};

// 类外定义成员函数
template <typename T, int iSize>
void Container<T, iSize>::display() {
  for(int i = 0; i < iSize, i++)
    cout << m_obj << endl;
}

// main.cpp
int main() {
  Container<int, 10> ctn;   // 此时产生模板类
  ctn.display();
  
  return 0;
}

特别提醒：模板代码不能分离编译

• 即声明和定义都必须写在.hpp文件中。

3.标准模板库

vector：向量

vector	常用函数
empty()	判断向量是否为空
begin()	返回向量迭代器首元素
end()	返回向量迭代器末元素的下一个元素
clear()	清空向量
front()	第一个数据
back()	最后一个数据
size()	获得向量中数据
push_back(elem)	将数据插入向量尾
pop_back()	删除向量尾部
......	......

// main.cpp
int main() {
  vector<int> iVec;
  iVec.push_back(10);
  iVec.push_pop();
  cout << iVec.size() << endl;
  
  return 0;
}

迭代器：iterator

• 是一个类

// main.cpp
int main() {
  vector vec;
  vec.push_back("hello");
  vector<string>::iterator cIter = vec.begin();
  for(; cIter != vec.end(); cIter++)
    cout << *cIter << endl;
  
  return 0;
}

list：链表

map：映射

map<int, string> m;

pair<int, string> p1(10, "shanghai");
pair<int, string> p2(20, "beijing");

m.insert(p1);
m.insert(p2);

cout << m[10] << endl;
cout << m[20] << endl;

map<string, string> m;

pair<string, string> p1("S", "shanghai");
pair<string, string> p2("B", "beijing");

m.insert(p1);
m.insert(p2);

cout << m["S"] << endl;
cout << m["B"] << endl;