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c++學習筆記-提高編程-模板（嗶站-黑馬程序員c++教學視頻）

2年前作者：喏喏心分類：Toy博客閱讀(20)違法舉報

這篇具有很好參考價值的文章主要介紹了c++學習筆記-提高編程-模板（嗶站-黑馬程序員c++教學視頻）。希望對大家有所幫助。如果存在錯誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點擊"舉報違法"按鈕提交疑問。

目錄

1、模板概念

2、模板特點

3、模板語法

3.1編程思想：泛型編程

3.2兩種模板方法：

3.2.1 函數(shù)模板

3.2.2 類模板

1、模板概念

通用的模具，提高代碼復用性

2、模板特點

不可以直接使用，只是一個框架；模板的通用性并不是萬能的。

3、模板語法

3.1編程思想：泛型編程

3.2兩種模板方法：

3.2.1 函數(shù)模板

函數(shù)模板的作用：建立一個通用函數(shù)，其函數(shù)返回值類型和參數(shù)類型可以不具體確定，用一個虛擬的類型來代表。

1)語法：

template<typename T>//函數(shù)聲明或定義

函數(shù)

template——聲明創(chuàng)建函數(shù)模板

typename——表明其后面的符號是一種類型，可以用class替代

T——通用的數(shù)據(jù)類型，名稱可以替換，通常為大寫字母

2)代碼示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//傳統(tǒng)方法
//整型兩個整型函數(shù)

void swapInt(int& a, int& b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//交換兩個浮點型
void swapDouble(double& a, double& b)
{
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//函數(shù)模板
template<typename T>//聲明一個模板，告訴編譯器后面的代碼中緊跟著的T不要報錯，T是一個通用數(shù)據(jù)類型
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

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

	swapInt(a, b);
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	double c = 30.33;
	double d = 40.1;

	swapDouble(c, d);
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << "d = " << d << endl;
}

void test02()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//利用函數(shù)模板交換
	//兩種方式使用
	//1、自動類型推到
	mySwap(a, b);


	//2、顯示指定類型
	mySwap<int>(a, b);//<>中指定T的類型

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

}

int main()
{
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

3）總結(jié)：

函數(shù)模板利用關(guān)鍵字Template
使用函數(shù)模板有兩種方法：自動推導類型、顯示指定類型
模板的目的是為了提高代碼復用性，將類型參數(shù)化

4）注意事項：

自動類型推導，T必須推導出一致的數(shù)據(jù)類型
模板必須要確定出T的類型，才可以使用

5）案例-選擇排序

#include<iostream>
using namespace std;

//實現(xiàn)通用的對數(shù)組進行排序的函數(shù)
//規(guī)則 從大到小
//算法 選擇排序
//測試 char 數(shù)組、int數(shù)組

//交換模板
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp;
	temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//排序模板
template<typename T>
void mySort(T arr[],int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		int max = i;//認定最大值的下標
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			//認定的最大值 比 遍歷的j下標要小，說明j下標的元素才是真的最大值
			if (arr[max] < arr[j])
			{
				max = j;
			}
		}
		if (max != i)
		{
			//交換這兩個元素
			mySwap(arr[i], arr[max]);
		}

	}

}

//打印數(shù)組的模板
template<typename T>//typename和class可相互替換
void printArray(T arr[],int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	char charArr[] = "badcfe";
	int len = sizeof(charArr) / sizeof(char)-1;
	mySort(charArr, len);
	printArray(charArr, len);
	
}


void test02()
{
	int intArr[] = { 1,4,3,6,3,8,2,10 };
	int len = sizeof(intArr) / sizeof(int);
	mySort(intArr, len);
	printArray(intArr, len);
}

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

6）普通函數(shù)和函數(shù)模板的區(qū)別：普通函數(shù)可以發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換，但函數(shù)模板只有顯示類型推導時，可以發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換

#include<iostream>
using namespace std;

//1、普通函數(shù)調(diào)用可以發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換
//2、函數(shù)模板 用自動類型推導，不可以發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換
//3、函數(shù)模板 用顯示類型推導，可以發(fā)生隱式類型轉(zhuǎn)換

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

template<typename T>
int myAdd02(T a, T b)
{
	return a + b;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';//把字符型變量轉(zhuǎn)換為整型。ASCII,a-97,c-99,
	cout << myAdd01(a, c) << endl;

	//cout << myAdd02(a, c) << endl;//自動推導類型！錯誤示例
	cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

?7)普通函數(shù)和函數(shù)模板的調(diào)用規(guī)則：

結(jié)論：如果創(chuàng)建了函數(shù)模板，就別多此一舉創(chuàng)建普通函數(shù)了，OK?

如果同時存在普通函數(shù)和模板函數(shù)，優(yōu)先調(diào)用普通函數(shù)
函數(shù)模板也存在函數(shù)重載
可以使用空模板參數(shù)列表? 強制調(diào)用模板函數(shù)
如果調(diào)用模板函數(shù)可以產(chǎn)生更好的效果，優(yōu)先調(diào)用模板函數(shù)

#include<iostream>
using namespace std;

//普通函數(shù)與函數(shù)模板調(diào)用規(guī)則
//1、如果普通函數(shù)和模板函數(shù)都可以調(diào)用，優(yōu)先調(diào)用普通函數(shù)
//2、可以通過空模板參數(shù)列表  強制調(diào)用  函數(shù)模板
//3、函數(shù)模板可以發(fā)生函數(shù)重載
//4、如果函數(shù)模板可以產(chǎn)生更好的匹配，優(yōu)先調(diào)用函數(shù)模板

void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "調(diào)用普通函數(shù)" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T &a, T &b)
{
	cout << "調(diào)用模板" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b,T c)
{
	cout << "調(diào)用 重載模板" << endl;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 10;
	//myPrint(a, b);

	通過空模板的模板參數(shù)列表，強制調(diào)用函數(shù)模板
	//myPrint<>(a, b);

	函數(shù)模板也可以發(fā)生重載
	//myPrint<>(a, b,100);

	//如果函數(shù)模板產(chǎn)生更好的匹配，優(yōu)先調(diào)用函數(shù)模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'c';
	myPrint(c1, c2);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

?8)模板的局限性

c++學習筆記-提高編程-模板（嗶站-黑馬程序員c++教學視頻）

?模板并不是萬能的，有些特定的數(shù)據(jù)類型，需要具體化方式做特殊實現(xiàn)

#include<iostream>
using namespace std;

//模板的局限性
//模板并不是萬能的，有些特殊數(shù)據(jù)類型，需要具體化方式做特殊實現(xiàn)

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

//對比兩個數(shù)據(jù)是否相等
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
	if (a == b)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

//利用具體化PersomyComparen的版本，具體化優(yōu)先調(diào)用
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;

	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",20);

	bool ret = myCompare(p1, p2);

	if (ret)
	{
		cout << "p1 == p2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 != p2" << endl;
	}

}

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

3.2.2 類模板

建立一個通用類，類中成員? 數(shù)據(jù)類型可以不具體制定，用一個虛擬的類型來代替

1）類模板語法

template <typename T>

類

template——聲明創(chuàng)建模板

typename——表明其后面的符號是一種類型，可以用class替代

T——通用的數(shù)據(jù)類型，名稱可以替換，通常為大寫字母

#include<iostream>
using namespace std;

//模板類


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("Susan", 99);//<string, int>模板參數(shù)列表
	p1.ShowPerson();

}

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

2）類模板和函數(shù)模板的區(qū)別

類模板沒有自動類型推導的使用方式
類模板在模板的參數(shù)列表中，可以有默認參數(shù)

#include<iostream>
using namespace std;

//模板類和函數(shù)模板的區(qū)別
//1、類模板沒有自動類型推導的使用方式
//2、類模板在模板的參數(shù)列表中，可以有默認參數(shù)


//template<class NameType, class AgeType >//沒默認參數(shù)
template<class NameType, class AgeType = int>//類模板可以有默認參數(shù)
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->m_name = name;
		this->m_age = age;
	}

	void ShowPerson()
	{
		cout << "姓名：" << this->m_name << "  年齡：" << this->m_age << endl;
	}

	NameType m_name;
	AgeType m_age;
};



void test01()
{
	//Person p1("Susan", 18);//無法自動推導！錯誤示例

	//無默認參數(shù)的調(diào)用
	Person<string, int> p1("Susan", 18);//只能顯示指定類型，正確示例
	p1.ShowPerson();
}

void test02()
{
	//有默認參數(shù)的調(diào)用
	Person<string>  p("Tom", 999);
	p.ShowPerson();
}

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

3）類模板中成員函數(shù)的調(diào)用時機

普通類中的成員函數(shù)在一開始就可以創(chuàng)建
類模板中的成員函數(shù)在調(diào)用時才可以創(chuàng)建

#include<iostream>
using namespace std;

//類模板中的成員函數(shù)的創(chuàng)建時機
//普通類中的成員函數(shù)一開始就可以創(chuàng)建
//類模板中的成員函數(shù)在調(diào)用時才可以創(chuàng)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;

	//類模板中的成員函數(shù)，并不是一開始就創(chuàng)建，而是在模板調(diào)用時再生成
	void func1()
	{
		obj.showPerson1();
	}
	void func2()
	{
		obj.showPerson2();
	}
};

void test01()
{
	MyClass<Person1>m;
	m.func1();
	//m.func2();//編譯會出錯，說明函數(shù)調(diào)用才會去創(chuàng)建成員函數(shù)
}

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

4）類模板對象做函數(shù)參數(shù)

類模板實例化出的對象，向函數(shù)傳參的方式共三種：

指定傳入的類型 ---? 直接顯示對象的數(shù)據(jù)類型
參數(shù)模板化? ? ? ? ---將對象的參數(shù)變?yōu)槟０搴筮M行傳遞
整個類模板化? ?---將這個對象類型模板化進行傳遞

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//類模板對象做函數(shù)參數(shù)
//1、指定傳入的類型
//2、參數(shù)模板后
//3、整個類模板化

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 << "  年齡：" << this->m_Age << endl;
	}

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//1、指定傳入的類型
void printPerson(Person<string, int>&p)
{
	p.showPerson();
}
void test01()
{
	Person<string, int>p("Susan", 18);
	printPerson(p);
	
}

//2、將參數(shù)模板化
template<class T1,class T2>
void printPerson2(Person<T1,T2>&p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T1 的類型：" << typeid(T1).name() << endl;
	cout << "T2的類型：" << typeid(T2).name() << endl;

}
void test02()
{
	Person<string, int>p("Tom", 98);
	printPerson2(p);

}

//3、整個類模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T的數(shù)據(jù)類型：" << typeid(T).name() << endl;
}

void test03()
{
	Person<string, int>p("Lily", 20);
	printPerson3(p);
}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

?總結(jié)：指定傳入類型比較常用！

5）類模板與繼承

當子類繼承的是父類木板時，子類聲明的時候，需要指定父類模板中T的類型
如果不指定，編譯器無法給子類分配內(nèi)存
如果想靈活指定父類中T的類型，子類也需要變?yōu)槟０?/li>

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//類模板的成員函數(shù)的類外實現(xiàn)

template<class T1,class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age);

	void showPerson();
	
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//構(gòu)造函數(shù)的類外實現(xiàn)
template<class T1,class T2>
Person<T1,T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成員函數(shù)的類外實現(xiàn)
template<class T1,class T2>
void Person<T1,T2>::showPerson()//?。?！必須寫模板參數(shù)列表?。?！
{
	cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年齡：" << this->m_Age << endl;
}

void test01()
{
	Person<string, int>p("Tom", 100);
	p.showPerson();
}

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

注意：成員函數(shù)的類外實現(xiàn)
template<class T1,class T2>
void Person<T1,T2>::showPerson()//?。?！必須寫模板參數(shù)列表！??！?

6）類模板分文件編寫

類模板中的成員函數(shù)創(chuàng)建時機時在調(diào)用階段，導致分文件編寫時鏈接不上

解決方法1：直接包含.cpp文件
解決方法2：將聲明和實現(xiàn)寫到同一個文件中，并改后綴名為.hpp，hpp是約定的名稱，并不強制

person1.hpp文件

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age);

	void showPerson();

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

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 << "  年齡：" << this->m_Age << endl;
}

13模板-類模板分文件編寫.cpp

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//第一種解決方式
#include"person.cpp"http://#include"person.h"改為#include"person.cpp"才不會報錯

//第二種解決方式  將.h和.cpp文件中的內(nèi)容寫到一起，將后綴名改為.hpp文件
#include"person1.hpp"

//類模板的份文件編寫
//類模板中的成員函數(shù)創(chuàng)建時機在調(diào)用階段，導致分文件時鏈接不是
//
//template<class T1, class T2>
//class Person
//{
//public:
//	Person(T1 name, T2 age);
//
//	void showPerson();
//
//	T1 m_Name;
//	T2 m_Age;
//};

//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 << "  年齡：" << this->m_Age << endl;
//}

void test01()
{
	Person<string, int>p("Susan", 19);
	p.showPerson();
}

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

7）類模板和友元：建議使用全局函數(shù)的類內(nèi)實現(xiàn)

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//類模板和友元
// 通過全局函數(shù)打印Person的信息

//提前讓編譯器知道Person類的存在
template<class T1,class T2>
class Person;

//全局函數(shù)  類外實現(xiàn)
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> p)
{
	cout << "類外實現(xiàn)——Name: " << p.m_Name << "  Age:" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1,class T2>
class Person
{
	//全局函數(shù)  類內(nèi)實現(xiàn)
	friend void printPerson(Person<T1, T2> p)
	{
		cout << "Name: " << p.m_Name << "  Age:" << p.m_Age << endl;
	}

	//全局函數(shù)  類外實現(xiàn)
	//加空模板的參數(shù)列表
	//如果成員函數(shù)類外實現(xiàn)，需要讓編譯器提前知道這個函數(shù)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;
};


//類內(nèi)實現(xiàn)測試
void test01()
{
	Person<string, int>p("Tom",10);
	printPerson(p);
}

//類外實現(xiàn)測試
void test02()
{
	Person<string, int>p("Susan", 2);
	printPerson2(p);
}

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

8）案例:通用的數(shù)組類

運用知識：類模板、深淺拷貝、函數(shù)重載
幾個重點：

T* = new T[5];//new出來地址所以用地址變量承接，new的類型是T，所以指針數(shù)據(jù)類型也是T

”拷貝構(gòu)造和operator=“防止在堆區(qū)數(shù)據(jù)淺拷貝帶來的問題

T&?operator[](int index)//函數(shù)調(diào)用作為左值，要反回引用&

代碼實現(xiàn)：

c++學習筆記-提高編程-模板（嗶站-黑馬程序員c++教學視頻）文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-410107.html

#pragma once
//自己通用的數(shù)組類
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
class MyArray
{
public:
	//有參構(gòu)造  參數(shù) 容量
	MyArray(int capacity)
	{
		//cout << "MyArray 的有參構(gòu)造調(diào)用" << endl;
		this->m_Capacity = capacity;
		this->m_Size = 0;
		this->pAddress = new T[capacity];
	}

	MyArray(const MyArray& arr)//拷貝構(gòu)造 防止淺拷貝問題
	{
		//cout << "MyArray 的拷貝構(gòu)造調(diào)用" << endl;
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		//this->pAddress = arr.pAddress;//淺拷貝導致堆區(qū)開辟空間重復釋放

		//深拷貝
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		//將arr中的數(shù)據(jù)拷貝過來了
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
	}

	//operater= 防止淺拷貝問題
	MyArray& operator=(const MyArray& arr)
	{
	    //cout << "MyArray 的operater=調(diào)用" << endl;
		//先判斷原來堆區(qū)是否有數(shù)據(jù)，有就先釋放
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
			this->m_Size = 0;
			this->m_Capacity = 0;
		}
		//深拷貝
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		for (int i = 0; i < arr.m_Capacity; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
		return* this;
	}

	//尾增
	void Push_Back(const T& val)
	{
		//判斷容量是否等于大小
		if (this->m_Capacity == this->m_Size)
		{
			return;
		}
		this->pAddress[this->m_Size] = val;//數(shù)組末尾插入數(shù)據(jù)
		this->m_Size++;//更新數(shù)組大小
	}

	//尾刪
	void Pop_Back()
	{
		//讓用戶訪問不到最后一個元素，即為尾刪，邏輯刪除
		if (this->m_Size == 0)
		{
			return;
		}
		this->m_Size--;
	}

	//用戶通過下標訪問數(shù)組中元素 arr[0]=100;
	T& operator[](int index)//函數(shù)調(diào)用作為左值，要反回引用&
	{
		return this->pAddress[index];
	}

	//返回數(shù)組容量
	int getCapacity()
	{
		return this->m_Capacity;
	}
	//返回數(shù)組大小
	int getSize()
	{
		return this->m_Size;
	}


	//析構(gòu)函數(shù) 堆區(qū)數(shù)據(jù)清空
	~MyArray()
	{
		//cout << "MyArray 的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用" << endl;
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;//指針置為空
		}
	}
private:
	T* pAddress;//指針指向堆區(qū)開辟的真實數(shù)組

	int m_Capacity;//數(shù)組容量

	int m_Size;
};

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