7.函数模板和类模板

C++提供了函数模板(function template)。所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这个通用函数就称为函数模板。凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型，从而实现了不同函数的功能。

1）C++提供两种模板机制：函数模板、类模板
2）类属 —— 类型参数化，又称参数模板

函数模板语法

调用

myswap<float>(a, b); //显示调用
myswap(a, b); //自动数据类型推导（隐式调用）

函数模板和函数重载

1 函数模板可以像普通函数一样被重载
2 C++编译器优先考虑普通函数
3 如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
4 可以通过空模板实参列表的语法限定编译器只通过模板匹配

函数模板机制

编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类的函数
编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数
编译器会对函数模板进行两次编译
在声明的地方对模板代码本身进行编译；在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。

类模板

语法

template <typename T>
class A
{
protected:
    T m_a;
public:
    A(T a)
{
    m_a = a;
}
};

继承类中的类模板语法

模板类派生普通类

class B : public A<int>
{
private:
    int m_b;
public:
  B(int a=10, int b=20) : A<int>(a)    //显式调用
  {
     m_b = b;
  }

};

模板类派生模板类

template <typename T>
class C : public A<T>
{
protected:
  T c;
public:
  C(T c, T a) : A<T>(a)
  {
    this->c = c;
  }
};

关于类模板的几点说明：
1) 类模板的类型参数可以有一个或多个，每个类型前面都必须加typename，如：
template <typename T1,typename T2>
class someclass
{…};
在定义对象时分别代入实际的类型名，如：
someclass<int,double> obj;
2) 和使用类一样，使用类模板时要注意其作用域，只能在其有效作用域内用它定义对象。
3) 模板可以有层次，一个类模板可以作为基类，派生出派生模板类。

模板类中友元函数的实现

以重载 << 为例

template <typename T>
class  Array
{
/*...*/
    template <typename U>
	friend ostream &operator <<(ostream &out, const Array<U> &a);
};
template <typename T>
ostream &operator <<(ostream &out, const Array<T> &a)
{
	/*...*/
	return out;
}

类模板中的static关键字

从类模板实例化的每个模板类有自己的类模板数据成员，该模板类的所有对象共享一个static数据成员
和非模板类的static数据成员一样，模板类的static数据成员也应该在文件范围定义和初始化
每个模板类有自己的以实现的类模板的static数据成员副本

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
class A
{
private:
	T m_a;
public:
	static int count;
	A()
	{
		count++;
	}
};

template <typename T>
int A<T>:: count = 0;

int main()
{
	A<int> a1;
	A<int> a2;
	A<int> a3;
	
	A<double> a4;
	A<double> a5;
	
	cout << a1.count << endl;			//相同类型模板类公用一个静态成员变量
	cout << a4.count << endl;
	cout << A<int>::count << endl;
	cout << A<double>::count << endl;
	
	return 0;
}

总结

模板是C++类型参数化的多态工具。C++提供函数模板和类模板。
模板定义以模板说明开始。类属参数必须在模板定义中至少出现一次。
同一个类属参数可以用于多个模板。
类属参数可用于函数的参数类型、返回类型和声明函数中的变量。
模板由编译器根据实际数据类型实例化，生成可执行代码。实例化的函数模板称为模板函数；实例化的类模板称为模板类。
函数模板可以用多种方式重载。
类模板可以在类层次中使用。

7.函数模板和类模板

类模板

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