C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板



C++中不止有 面向对象编程思想,还要泛型编程思想。而泛型编程思想的核心就是 模板

模板的建立大大提搞了复用行,C++中的模板包括 :函数模板和类模板。

函数模板

概念:
建立一个通用的函数,其函数返回值类型和形参类型可以不具体指定,用一个虚拟的类型来代表,比如现在有个函数 func的声明为 void func(int a) , 我们可以让其成为一个模板,形参类型与返回值类型用 虚拟的 T 表示, 那么 func函数模板的声明为 : T func(T a);

语法
template
函数声明或定义
解释:
template —–声明创建模板
typename ——表明后面的符号是一种数据类型,可以用 class 代替
T ——通用的数据类型,名称可以替代,通常为大写字母。

如果现在我们想实现一个能交换两个变量的值得函数,如果不使用函数模板,针对 整型,浮点型,字符型等不同数据类型的变量,我们需要分别给出对应的函数定义。

不使用函数模板的写法

#include
using namespace std;

// 交换整型函数
void swapInt(int& a,int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

// 交换浮点函数
void swapFloat(float& a, float& b) {
    float temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    float c = 10.0, d = 20.0;
    swapInt(a, b);
    swapFloat(c, d);
    cout << "a = " << a << "  b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << "  d = " << d << endl;
}

// 打印结果

a = 20  b = 10
c = 20  d = 10

使用模板函数的写法

#include
using namespace std;

// 交换函数
template
void swapFunc(T& a,T& b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int a = 50, b = 80;
    float c = 90.0, d = 100.0;
    swapFunc(a, b);
    swapFunc(c, d);
    cout << "a = " << a << "  b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << "  d = " << d << endl;
}

// 打印结果

a = 80  b = 50
c = 100  d = 90

总结:

1:函数模板利用关键字 template
2: 使用函数模板有两种方式: 自动类型推导,显示指定类型
3:模板的目的是为了提高复用性,将类型参数化

1: 自动类型推导:必须推导出一致的数据类型 T ,才可以使用。

C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板

2: 模板必须要确定出T 的数据类型,才可以使用。

C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板

解决方案:直接在调用的时候加上 : 尖括号并给出具体类型

C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板

1: 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
2:函数模板调用时
3:建议使用显示指定类型的方式,调函函数模板时,因为可以自己确定通用类型T

1: 如果函数模板和普通函数都可以实现功能,那么优先使用普通函数
2: 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3:函数模板也可以有 重载的发生。
4:如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

虽然通过隐式转换来调用普通函数,但是函数模板也可以推导出T 为char ,但是优先匹配函数模板

C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板

局限性: 模板的通用性并不是万能的

案例: 我们编写一个函数模板事项对比两个形参,如果相等则返回 true, 对于内置的数据类型(int , char ,long , double) 可以直接使用 == 进行对比,但是对弈一些自定义的数据类型就不能直接使用 == 进行对比。

例如:我们有个 Person类,里面有string 类型的成员变量 name, 还有int 类型的成员变量 age, 如果这两个成员变量都相等则表明这两个变量相等。如果直接向函数模板传入Person类并进行对比,那么是会报错的。

#include
#include
using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};

//普通函数模板
template
bool myCompare(T& a, T& b)
{
    if (a == b)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

void test02()
{
    Person p1("Tom", 10);
    Person p2("Tom", 10);
    bool ret = myCompare(p1, p2);
    if (ret)
    {
        cout << "p1 == p2 " << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1 != p2 " << endl;
    }
}

int main() {
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

// 打印内容

已启动生成...

1>------ 已启动生成: 项目: MainDemo6, 配置: Debug Win32 ------
1>main.cpp
1>D:\C++\MainDEMO6\main.cpp(21,8): error C2676: 二进制"==":"T"不定义该运算符或到预定义运算符可接收的类型的转换
1>        with
1>        [
1>            T=Person
1>        ]
1>D:\C++\MainDEMO6\main.cpp(35): message : 查看对正在编译的函数 模板 实例化"bool myCompare(T &,T &)"的引用
1>        with
1>        [
1>            T=Person
1>        ]
1>已完成生成项目"MainDEMO6.vcxproj"的操作 - 失败。
========== 生成: 成功 0 个,失败 1 个,最新 0 个,跳过 0 个 ==========

解决方案:为这些特定的类型提供具体化的模板

#include
using namespace std;

#include

class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};

//普通函数模板
template
bool myCompare(T& a, T& b)
{
    if (a == b)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

//具体化,显示具体化的原型以template<>开头,并通过名称Person来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2)
{
    if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    //内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
    bool ret = myCompare(a, b);
    if (ret)
    {
        cout << "a == b " << endl;
    }
    else
    {
        cout << "a != b " << endl;
    }
}

void test02()
{
    Person p1("Tom", 10);
    Person p2("Tom", 10);
    //自定义数据类型,不会调用普通的函数模板
    //可以创建具体化的Person数据类型的模板,用于特殊处理这个类型
    bool ret = myCompare(p1, p2);
    if (ret)
    {
        cout << "p1 == p2 " << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1 != p2 " << endl;
    }
}

int main() {
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

// 打印结果
a != b
p1 == p2

7: 总结

1: 利用具体化的模板,可以解决自定义类型的通用化
2:学习函数模板并不是为了写模板,而是能在 STL中能够运用系统提供的模板

Original: https://blog.csdn.net/u013620306/article/details/128333827
Author: hongwen_yul
Title: C++:继承、模板、CRTP:谈谈C++多态设计模式(三):函数模板

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