C++提高编程一(函数模板、类模板)

2023-12-30 13:50:53

文章目录

基于b站黑马c++视频做的笔记，仅供参考和复习！！！

模板

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

template — 声明创建模板
typename — 表面其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，名称可以替换，通常为大写字母

//函数模板

//交换两个整型函数
void swapInt(int& a, int& b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void swapDouble(double& a, double& b)
{
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//函数模板  使得类型参数化，通用化
template<typename T> //声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错 T是一个通用类型
void mySwap(T &a, T &b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//swapInt(a, b);
	
	//利用函数模板交换  两种方式使用模板
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);

	//2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

函数模板注意事项

//函数模板注意事项

//template<typename T>
template<class T> //typename可以替换成class
void mySwap(T &a, T &b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//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
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	mySwap(a, b); //正确
	//mySwap(a, c); //错误 推导不出一致的T类型

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

//2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()  //函数模板
{
	cout << "func 调用" << endl;
}

void test02()
{
	//func(); //未指出数据类型
	func<int>();
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
}

函数模板案例

函数模板

普通函数与函数模板的区别

1、普通函数调用可以发生隐式类型转换
2、函数模板用自动类型推导，不可以发生隐式类型转换
3、函数模板用显示指定类型，可以发生隐式类型转换

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
	return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{
	return a + b;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';  //a对应97
	cout << myAdd01(a, c) << endl;  //可以发生隐式类型转换

	//自动类型推导  不会发生隐式类型转换
	cout << myAdd02(a, b) << endl;
	//cout << myAdd02(a, c) << endl; 报错

	//显示指定类型 可以发生隐式类型转换
	cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;
	cout << myAdd02<char>(a, c) << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

普通函数与函数模板的调用规则

1、如果函数模板和普通函数都可以调用，优先调用普通函数
2、可以通过空模板参数列表强制调用函数模板
3、函数模板可以发生函数重载
4、如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b)
{
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{
	cout << "调用重载的模板" << endl;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 10;

	myPrint(a, b);		//输出：调用的普通函数

	//通过空模板参数列表，强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b);

	myPrint(a, b, 100);

	//如果函数模板产生更好的匹配，优先调用更好的模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';

	myPrint(c1, c2);
}

int main()
{
	test01();
}

模板的局限性

//模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式做特殊实现
class Person
{
public:
	Person(string name, int age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	//姓名
	string m_Name;

	//年龄
	int m_Age;
};

//对比两个数据是否相等函数
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
	if (a == b){
		return true;
	}

	else{
		return false;
	}
}

//利用具体化Person的版本实现代码，前面加template<>，具体化的实现将会被优先调用
template<> bool myCompare(Person& a, Person &b)
{
	if (a.m_Name == b.m_Name && a.m_Age == b.m_Age){
		return true;
	}

	else{
		return false;
	}
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;

	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", 11);

	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret){
		cout << "p1 == p2" << endl;
	}

	else{
		cout << "p1 != p2" << endl;
	}
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
}

类模板

建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

//类模板
 template<class NameType, class AgeType>
 class Person
 {
 public:
	 Person(NameType name, AgeType age){
		 this->m_Name = name;
		 this->m_Age = age;
	 }

	 void showPerson(){
		 cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	 }

	 NameType m_Name;
	 AgeType m_Age;
 };

 void test01()
 {
	 Person<string, int>p1("孙悟空", 999); //类模板必须要显式定义
	 p1.showPerson();

	 Person<double, char>p2(3.14, 'a');
	 p2.showPerson();
 }

int main()
{
	test01();
}

类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数

template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson(){
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

//1、类模板没有自动类型推导使用方式
void test01()
{
	//Person p("孙悟空", 100); //错误，无法用自动类型推导
	Person<string, int> p("孙悟空", 1000); //正确，只能用显示指定类型
	p.showPerson();
}

//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
	Person<string>p("猪八戒", 999); //模板中有默认参数
	p.showPerson();
}

int main()
{
	test01();
	test02();
}

类模板中成员函数创建时机

普通类中的成员函数一开始就可以创建，类模板中成员函数在调用时才去创建

class Person1
{
public:
	void showPerson1(){
		cout << "Person1 show " << endl;
	}
};

class Person2
{
public:
	void showPerson2(){
		cout << "Person2 show " << endl;
	}
};

template<class T>
class MyClass
{
public:
	T obj;

	//类模板中的成员函数
	void fun1(){
		obj.showPerson1();
	}

	void fun2(){
		obj.showPerson2();
	}
};

void test01()
{
	MyClass<Person1>m;			//指定T为Person1类的数据类型
	m.fun1();
}

int main()
{
	test01();
}

类模板对象做函数参数

template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson(){
		cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
	}

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//1、指定传入类型
void printPerson(Person<string, int>&p)		//显式指定Person<string, int>
{
	p.showPerson();
}

void test01()
{
	Person<string, int>p("孙悟空", 100);
	printPerson(p);
}

//2、将所调用的参数Person<string, int>模板化
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
	p.showPerson();

	cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;	//查看类型
	cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}

void test02()
{
	Person<string, int>p("猪八戒", 9000);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类Person<string, int>=T 模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T的类型为：" << typeid(T).name() << endl;
}

void test03()
{
	Person<string, int>p("唐僧", 10);
	printPerson3(p);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();
}

类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

//如果父类是类模板，子类需要指定父类中T的数据类型
template<class T>
class Base
{
	T m;
};

//class Son :public Base //错误， 必须要知道父类中的T类型，才能继承给子类
class Son :public Base<int>
{

};

void test01()
{
	Son s1;
}

//如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要类模板
template <class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
	Son2(){
		cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
		cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
	}
	T1 obj;
};

void test02()
{
	Son2<int,char>s2;
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
}

类模板成员函数类外实现

//类模板成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	/*{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}*/

	void showPerson();
	/*{
		cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
	}*/

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};
 
//构造函数类外实现   要加模板参数列表
template<class T1, class T2>
Person<T1,T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
	cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}

void test01()
{
	Person<string, int >p("Tom", 20);	//调用有参构造函数
	p.showPerson();
}

int main()
{
	test01();
}

类模板与友元

//通过全局函数 打印Person信息
//提前让编译器知道Person类存在
template<class T1, class T2>
class Person;

//类外实现
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>p)
{
	cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person
{
	//全局函数 类内实现
	friend void printPerson(Person <T1, T2> &p){
		cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
	}

	//全局函数 类外实现
	//加空模板参数列表
	//如果全局函数 是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在
	friend void printPerson2<>(Person <T1, T2> p);

public:
	Person(T1 name, T2 age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//1、全局函数在类内实现
void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 20);
	printPerson(p);
}

//2、全局函数在类外实现
void test02()
{
	Person<string, int> p("Mom", 20);
	printPerson2(p);
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
}

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_45009309/article/details/135274620
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