C++模板编程/泛型编程

模板分类

模板分为函数模板与类模板两类。

函数模板

• 模板声明

template <模板形参表> 函数返回类型 函数(形参表);

• 模板定义

template <模板形参表>
函数返回类型 函数(形参表){
      函数体;
};

例如

template <typename T> T Max(T a,T b){
        return a>b?a:b;
}

函数模板实参类型不一致问题

template <typename T> 
inline const T& Max(const T& a, const T& b){
        return a>b?a:b;
}

Max(2,2.4)

参数推导会出现模板实参类型int与double不一致的错误。

解决方法：

1.每个模板参数独立类型

template <typename T , typename U> inline const T& Max(const T& a, const U& b){
        return a>b?a:b;
}

注意：这种解决方法还有一个问题，就是返回值只能强制设置为T或者U，不能自动推导。

C++11的后置推导可以解决这个问题。

template <typename T, typename U> 
inline auto Max(const T& a, const U& b)->decltype(a>b?a:b)
{
        return a>b?a:b;
}

2.显示指定模板实参类型

Max<int>(2,2.4)

或者

Max<double>(2,2.4)

3.实参强制类型转换

Max(2,static_cast<int>(2.4))

或者

Max(static_cast<double>(2),2.4)

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概念

• 模板实例化(instantiation):具体类型代替模板参数的过程。
• 模板特化(specialization):模板实例化后的实体(类、函数)。
• 模板参数推导/推演(deduction):由模板实参类型确定模板形参的过程。

类模板参数允许自动类型转换(隐式转换);函数模板参数不允许自动类型转换(隐式转换)

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类模板

• 模板声明

template <模板形参表> class 类名;

• 模板定义

template <模板形参表>
class 类名 {
}

• 模板实例化

类名<模板实参表> 对象;

• 模板参数表
  多个模板参数之间,分割。模板参数,模板参数,...
• 模板参数
• 类型形参
  class 类型形参或者typename 类型形参
• 非类型模版参数
  非类型模板的实参只能是整型常量、枚举值或者指向外部链接对象的指针。
  不能使用浮点型、类对象、内部链接对象的指针。

类模板
类模板：不完整的类，一个或者多个成员类型未确定。
函数模板：不完整的函数，一个或者多个参数类型未确定。
成员函数：只有调用时才会被实例化。
静态成员：每次类模板实例化，都会被实例化。

类实例化成对象，类模板实例化成类。

• 特化：具体指定类模板的全部模板参数的类型。
• 局部特化：具体指定类模板的部分模板参数的类型。

类模板特化，每个成员函数必须重新定义。

类模板特化，相当于函数模板的重载

实例：三元组模版Triple