C++——模板的初识

作者：小 琛
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C语言面对数据类型不同时候的瑕疵

C++语言的诞生是基于C语言的，很多C++的内容都是用于解决C语言的不足。在使用C进行编程的时候，常常会有以下情况

1、某函数是为了实现一个功能的，但参数类型有很多种

例：交换函数。该函数为了实现两个值的交换，但实际情况中数据的类型多种多样，为了保证程序不会报错和警告，C的解决办法就只能每个都写一份。这就会导致代码非常的繁杂！

void swap_int(int* a, int* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}
void swap_float(float* a, float* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}
void swap_char(char* a, char* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}
//...还有很多类型，代码繁杂

2、顺序表的实现

在实现顺序表的时候，C语言首先是将数据和方法(函数)分开，由于没有封装性数据会被随意更改。其次最重要的就是每个顺序表所存放的数据类型被固定话，当需要储存另一种类型的数据的时候，即要重新写一份，非常不方便。

typedef int Datetype;//固定的数据类型
typedef struct SeqList
{
	Datetype* _a;
	size_t    capacity;
	size_t    size;
}SeqList;

泛型编程的引入

如果在C++中，存在这样一个模具，通过给这个模具中填充不同材料(类型)，来获得不同材料的铸件(生成具体类型的代码）。

泛型编程：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。

函数模板

1、函数模板的使用
格式：template < class [name]>

namespace Function
{
	template <class T>
	void swap(T& a, T& b)
	{
		T tmp = a;
		a = b;
		b = a;
	}
}

2、模板的实际原理
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。

3、模板使用时的一些特殊情况

例子：如果我们在使用交换函数的时候，想让一个int类型和一个float类型交换，此时如果直接将这两个作为参数，会导致错误。

引入概念：显式实例化，在使用的时候加以类型显示的设定，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。

int main(void) 
{
 int a = 10;
 double b = 20.0;
 
 // 显式实例化
 Add<int>(a, b);
 return 0; }

类模板

为解决开头提出的问题，引入类模板

例子：顺序表的实现
首先区别于C的写法，将数据和函数进行了封装，更好的面向对象。其次使用了模板，以解决面对不同类型的数据不兼容的问题。

namespace Seqlist
{
	template <class T>//定义模板
	class Seqlist
	{
	public:
		Seqlist(size_t n = 10)//构造函数
			:_a(new T[n])
			, _size(0)
			, capcity(n)
		{}
		~Seqlist()//析构函数
		{
			if (_a != NULL)
			{
				delete[] _a;
				_capcity = 0;
				_size = 0;
			}
		}
		//...省略其它
	private:
		T* _a;//使用模板定义，可以兼容不同类型
		size_t _size;
		size_t capcity;
	};
}