函数模板实例化&&类模板

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大家好,我是芒果,一名非科班的在校大学生。对C/C++、数据结构、Linux及MySql、算法等领域感兴趣,喜欢将所学知识写成博客记录下来。希望该文章对你有所帮助！如果有错误请大佬们指正！共同学习交流

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2.4 函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例化

隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
    return left + right;
}
int main()
{
    int a1 = 10, a2 = 20;
    double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
    //编译器根据实参推演模板参数的实际类型T分别为int和double类型
    //这种方式是隐式实例化
    Add(a1, a2);
    Add(d1, d2);
     /*
        Add(a1, d1);//直接这样会报错
    通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T，
    编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
    注意：在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅
    */
    
    // 此时有两种处理方式：1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化
    Add(a, (int)d);//处理方式1：强制转化
    //强制转化后,d的类型不变。是生成一个临时变量
    return 0;
}

2.显式实例化：不让编译器推演类型,显示指定类型在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
```
int main(void)
{
    int a = 10;
    double b = 20.0;
    // 显式实例化
    Add<int>(a, b);
    return 0;
}
```
如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

2.5 模板参数的匹配原则

一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
    return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
    return left + right;
}
void Test()
{
    Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化
    Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}

对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将选择模板

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
    return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
    return left + right;
}
void Test()
{
    Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
    Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函
    数
}

模板调用，有现成匹配函数,绝对不去实例化模板有更匹配的,优先匹配类型最合适的

模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换

3. 类模板

3.1 类模板的定义格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};

// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{
public :
    //默认构造函数
    Vector(size_t capacity = 10)
        : _pData(new T[capacity])
            , _size(0)
            , _capacity(capacity)
        {}
    // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
    ~Vector();//析构函数
    void PushBack(const T& data)；
    void PopBack()；
    // ...
    size_t Size() {return _size;}
    //[]运算符重载
    T& operator[](size_t pos)
    {
        assert(pos < _size);
        return _pData[pos];
    }
private:
    T* _pData;
    size_t _size;
    size_t _capacity;
};
// 注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
template <class T>
    Vector<T>::~Vector()
    {
        if(_pData)
            delete[] _pData;
        _size = _capacity = 0;
    }

3.2 类模板的实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<> 中即可**，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类**

// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;
//Vector v3; //err,必须显示指定类型

注意：==类模板中,如果函数声明放在类中,在类外进行定义时，需要加模板参数列表==

vector是类名.模板的类型要加 -> 要加就要加template进行声明模板参数 ,因为不知道T是哪里来的

模板不支持分离编译,也就是声明在.h文件,定义在.cpp文件 ->这样是不支持的

注意：类模板中的成员函数若是放在类外定义时，需要加模板参数列表。

//在类外面定义
//如果函数声明放在类中,在类外进行定义时，需要加模板参数列表
template <class T>
T& vector<T>:: operator[](size_t pos)
{
    assert(pos < _size);
    return _a[pos];
}

template <class T>
int vector<T>::size()
{
    return _size;
}

返回类型模板参数列表 :: 函数名字(函数参数)

Vector.h

#pragma once
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
//防止和库里面的vecotr命名冲突->放到命名空间
namespace Mango
{
	template<class T>
class vector
{
public:
	//构造函数
	vector()
		:_a(nullptr)
		,_size(0)
		,_capacity(0)
	{}
	//析构函数
	~vector()
	{
		delete[] _a;
		_a = nullptr;
		_capacity = _size = 0;
	}
	//获取容器的元素个数
	int size();
	//尾插  
	void push_back(const T& x)
	{
		if (_size == _capacity)
		{
			//增容
			int newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
			T* tmp = new T[newcapacity];
			//如果原来的空间不为空
			if (_a)
			{
				//把原来空间的内容拷贝到新空间
				for (int i = 0; i < _size; i++)
				{
					tmp[i] = _a[i];
				}
				
				//释放原来的空间
				delete[] _a;
			}
			//_a指向新空间
			_a = tmp;
			_capacity = newcapacity;
		}
		_a[_size] = x;
		_size++;
	}
	//[]运算符重载
	T& operator[](size_t pos);

private:
	T* _a;
	int _size;
	int _capacity;
};
	//在类外面定义
	//如果函数声明放在类中,在类外进行定义时，需要加模板参数列表
	template <class T>
	T& vector<T>:: operator[](size_t pos)
	{
		assert(pos < _size);
		return _a[pos];
	}

	template <class T>
	int vector<T>::size()
	{
		return _size;
	}
}