本章内容为coursera课程C++程序设计中第七周的课件的整理
泛型程序设计（Generic Programming） 算法实现时不指定具体要操作的数据的类型 泛型 — 算法实现一遍 -> 适用于多种数据结构 优势: 减少重复代码的编写 大量编写模板, 使用模板的程序设计 • 函数模板 • 类模板
函数模板 为了交换两个int变量的值, 需要编写如下Swap函数:
void Swap(int & x, int & y) { int tmp = x; x = y; y = tmp; }为了交换两个double型变量的值, 还需要编写如下Swap函数:
void Swap(double & x, double & y) { double tmp = x; x = y; y = tmp; } 能否只写一个Swap, 就能交换各种类型的变量?
用 函数模板 解决:
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 }
//交换两个变量值的函数模板 template <class T> void Swap(T & x, T & y) { T tmp = x; x = y; y = tmp; } int main(){ int n = 1, m = 2; Swap(n, m); //编译器自动生成 void Swap(int &, int &)函数 double f = 1.2, g = 2.3; Swap(f, g); //编译器自动生成 void Swap(double &, double &)函数 return 0; } 函数模板中可以有不止一个类型参数 template<class T1, class T2> T2 print(T1 arg1, T2 arg2) { cout<< arg1 << " "<< arg2<<endl; return arg2; } 求数组最大元素的MaxElement函数模板 template <class T> T MaxElement(T a[], int size) //size是数组元素个数 { T tmpMax = a[0]; for( int i = 1; i < size; ++i ) if( tmpMax < a[i] ) tmpMax = a[i]; return tmpMax; } 函数模板可以重载, 只要它们的形参表不同即可 例, 下面两个模板可以同时存在: 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; } C++编译器遵循以下优先顺序: Step 1: 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) Step 2: 再找参数完全匹配的模板函数 Step 3: 再找实参经过自动类型转换后能够匹配的普通函数 Step 4: 上面的都找不到, 则报错
例: 函数模板调用顺序 template <class T> T Max(T a, T b){ cout << "Template Max 1" <<endl; return 0; } template <class T, class T2> T Max(T a, T2 b){ cout << "Template Max 2" <<endl; return 0; } double Max(double a, double b){ cout << "MyMax" << endl; return 0; } int main() { int i=4, j=5; Max(1.2,3.4); //调用Max(double, double)函数 Max(i, j); //调用第一个T Max(T a, T b)模板生成的函数 Max(1.2, 3); //调用第二个T Max(T a, T2 b)模板生成的函数 return 0; }运行结果: MyMax Template Max 1 Template Max 2
赋值兼容原则引起函数模板中类型参数的二义性
template<class T> T myFunction(T arg1, T arg2) { cout<<arg1<<“ ”<<arg2<<“\n”; return arg1; } … myFunction(5, 7); //ok: replace T with int myFunction(5.8, 8.4); //ok: replace T with double myFunction(5, 8.4); //error: replace T with int or double? 二义性 可以在函数模板中使用多个类型参数, 可以避免二义性
template<class T1, class T2> T1 myFunction( T1 arg1, T2 arg2) { cout<<arg1<<“ ”<<arg2<<“\n”; return arg1; } … myFunction(5, 7); //ok：replace T1 and T2 with int myFunction(5.8, 8.4); //ok： replace T1 and T2 with double myFunction(5, 8.4); //ok： replace T1 with int, T2 with double
