模板函数与模板类

模板

模板是泛型编程的基础。所谓泛型编程就是编写与类型⽆关的逻辑代码，是⼀种复⽤的⽅式。

模板分为模板函数和模板类。

1.模板函数

假设现在要实现一个比较数是否相等的重载函数，在以前都要写不同类型的函数，例子如下：

bool IsEqual (int left, int right)
{
return left == right;
}
bool IsEqual (const string& left , const string& right)
{
return left == right;
}

以上是比较了两个整型和两个字符型的函数，这样进行了重载，但是不能比较其他的类型的函数，若想比较其他的类型，则需要重新再写别的函数，这些重复性的工作我们都可以用模板函数进行处理。

函数模板格式:
　template <class 形参名1, class 形参名2, class 形参名n>
返回类型函数名(参数列表)
　{...}
模板形参的定义既可以使⽤class，也可以使⽤typename，含义是相同的。

现在要解决比较两个数的函数就可以用模板函数来解决，代码如下：

template<typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test1 ()
{
string s1 ("s1"), s2("s2" );
cout<<IsEqual (s1, s2)<<endl ;
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
}

模板函数就是自己写一份与类型无关的代码，编译器自动通过调用时进行推演，推演出适合整型比较的函数和适合字符型比较的函数，这个过程叫做模板函数的实例化。

具体如下图所示：

在这个过程中，当运行到IsEqual(s1,s2)时，编译器根据传递的参数自动推演出模板形参的类型，从而得出右侧第二个函数，进而调用推演出的函数。

同时，在汇编语言中也可以清晰地看到对于不同参数类型的函数，编译器推演出的函数类型也不相同。

以下是汇编角度看模板函数的推演：

注意：

当出现调用时模板参数不匹配时，需要显示实例化；

具体如下：

template <typename T>
bool IsEqual (const T& left , const T& right )
{
return left == right;
}
void test1 ()
{
cout<<IsEqual (1,1)<<endl;
//cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl; // 模板参数不匹配
cout<<IsEqual<int>(1,1.2)<< endl; // 显⽰实例化
cout<<IsEqual<double>(1,1.2)<< endl; // 显⽰实例化
}

在test1（）函数，注释的这句代码中有IsEqual（1,1.2），这就是模板参数不匹配，从而需要进行处理，修改为： IsEqual<int>（1,1.2）；或修改成如下代码：

template <typename T1, typename T2>
bool IsEqual (const T1& left , const T2& right)
{
return left == right;
}
void test1 ()
{
cout<<IsEqual(1,1)<<endl;
cout<<IsEqual<int>(1,1)<< endl;
cout<<IsEqual(1,1.2)<<endl;
}

从而达到不同类型也可以进行比较。

2.模板类

模板类的格式：
template<class 形参名1, class 形参名2, ...class 形参名n>
class 类名
{ ... };

以实现动态顺序表为例：

template<typename T>
class SeqList
{
public :
SeqList();
~ SeqList();
private :
int _size ;
int _capacity ;
T* _data ;
};
template <typename T>
SeqList <T>:: SeqList()
: _size(0)
, _capacity(10)
, _data(new T[ _capacity])
{}
template <typename T>
SeqList <T>::~ SeqList()
{
delete [] _data ;
}
void test1 ()
{
SeqList<int > sl1;
SeqList<double > sl2;
}

其中， SeqList为类名，SeqList<T>为类型名，这是使用模板类的不同之处。
同时，在运行时，编译器推演过程及模板类的实例化如下图所示：