模板和泛型编程

第一次看，看第一节即可

1.我们可以为函数定义一个模板，而不是为每一个类型定义一个函数。

比较函数：

#include <iostream>

template <typename T>
int compare(const T&v1, const T&v2)
{
    if(v1 < v2)
        return -1;
    if(v1 > v2)
        return 1;
    return 0;
}

int main()
{
    int i1 = 10, i2 = 20;
    double d1 = 20.1, d2 = 20.01;
    unsigned u1 = 10, u2 = 10;
    std::cout << compare(i1, i2) << std::endl;
    std::cout << compare(d1, d2) << std::endl;
    std::cout << compare(u1, u2) << std::endl;
}

 

模板定义以关键字template开始，

后面跟一个参数列表，这是一个逗号分隔的一个或多个模板参数的列表，用< >包围起来。

当我们调用一个函数模板时，编译器会用函数的实参来为我们推断模板实参

 

2.类型参数

类型参数前必须使用关键字class或者typename

在模板参数列表中，这两个关键字的含义相同，可以互换使用，一个模板参数列表中可以同时使用这两个关键字

类型参数在函数中使用我们就把它当作正常类型使用就可以了，比如作为函数的参数，返回值，以及函数内部定义变量等等

 

3.非类型模板参数

除了定义类型参数，我们还可以定义非类型参数，非类型参数表示一个值而非一个类型，我们通过一个特定的类型名而非关键字class或typename来指定。

当一个模板被实例化，非类型参数被一个编译器推断的值所取代。

一个非类型参数可以是一个整形，或者是一个指向对象或函数类型的指针或（左值）引用，绑定到非类型整形参数必须是一个常量，绑定到指针或引用的非类型模板

参数的实参必须有静态生存期。

注意：非类型模板参数的模板必须是常量表达式

inline 和constexpr也可以修饰函数模板，放在返回值前面

 

4.编写类型无关的代码

编写泛型代码的两个重要的原则

<1.模板中的函数参数是const的引用

<2.函数体条件中判断仅仅使用<比较

这两个可以降低对类型的要求

比如const的引用，就保证了函数可以用于不能拷贝的类型。

<比较就可以用于大多数定义了<比较的类型。

结论：模板程序应该尽量减少对实参类型的要求

 

5.模板编译

模板编译和普通的编译不同，它是在使用实例化时编译器才生成代码，为了生成一个实例化版本，编译器需要掌握函数模板或类模板成员函数的定义，

因此和非模板代码不同，模板的头文件通常既包括声明又包括定义。

模板的设计者应该提供一个头文件，包含模板定义以及在类模板或成员定义中用到的所有名字的声明。

模板的用户必须包含模板的头文件，以及用来实例化模板的任何类型的头文件。

 

6.大多数编译错误在实例化期间报告

保证传递给模板的实参支持模板所要求的操作，以及这些操作在模板中能正确工作，是调用者的责任。

 

例题：编写行为类似find算法的模板，函数需要两个模板类型参数，一个表示函数的迭代器参数，另外一个表示值的类型。

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <vector>

template<typename iterator, typename T>
iterator Find(const iterator &beg, const iterator &end, const T&ele)
{
    for(auto it = beg; it != end; ++it)
    {
        if(*it == ele)
            return it;
    }
    return end;
}

int main()
{
    std::vector<int>ivec1 = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    auto ret = Find(begin(ivec1), end(ivec1), 3);
    if(ret == end(ivec1))
        std::cout << "not find" << std::endl;
    else
        std::cout << "find " << *ret << std::endl;
    std::list<std::string>il = {"111","222","333","444","555"};
    auto ret2 = Find(il.begin(), il.end(), "333");
    if(ret2 == il.end())
        std::cout << "not find" << std::endl;
    else
        std::cout << "find " << *ret2 << std::endl;

}