c++模板底层

• 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。
• 这是因为函数模板要被实例化后才能成为真正的函数，在使⽤函数模板的源⽂件中包含函数模 板的头⽂件，如果该头⽂件中只有声明，没有定义，那编译器⽆法实例化该模板，最终导致链 接错误。

模板元编程

• 函数名相同，参数类型不同要重新写函数。模板出现就是提高了程序的复用性，提高效率
• 当刚上手的时候肯定是根据具体的数据类型来组织代码。随着越来越熟，用一种广泛的表达去取代具体数据类型，在c++中就叫做模板编程。

类型

• 函数模板
• 类模板

格式 template <template T>或template <class T>

底层实现

• 编译器将函数模板通过具体类型产生不同的函数
  • 对模板代码声明处进行编译
  • 在调用地方对替换后代码编译

模板和继承

• 使用目的
  • 模板用于生成一组类或函数，这些类和函数的实现是一样的
  • 继承是事物之间的联系，从父类到子类是从普遍到特殊，从共性到特性
• 多态的不同
  • 模板是编译时多态
  • 继承是运行时多态
• 复制内容
  • 模板是对代码的复制，编译完成后，会生成对应的函数或类
  • 继承是对数据的复制，复制虚表、数据

函数模板

类型

• 成员函数模板
• 普通函数模板

调用方式

• 自动推导，隐式调用
  • myswap(a, b)
  • 参数类型和模板定义的一致才可以
  • 模板必须确定出T的类型
• 显式调用
  • myswap<int>(a, b)

普通函数和模板函数

区别

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
• 如果使用函数模板，自动类型推导的话，则不会发生隐式转换
• 如果使用函数模板，显式指定类型，则可以发生隐式转换

调用规则

• 优先调用普通函数
• 可以使用空模板参数来强制调用模板函数
• 函数模板也可以重载
• 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

类模板

调用方式

只有显式指定参数类型

普通类和模板类

成员函数

• 普通类在编译时创建
• 模板类在调用时创建

类模板对象作函数参数

• 指定传入类型，直接显示对象的数据类型

  void print(Person<string, int>& p);

• 参数模板化，将对象中的参数变为模板进行传递

    template <class T1, class T2>
    void print(Person<T1, T2>& p);
  

• 整个类模板化，将整个对象类型模板化进行传递

  template <class T>
  void print(T& t);

类模板与继承

• 当派生类继承基类的一个类模板时，子类在声明时，要指定出分类中的T类型

  template <class T>
  class father{
    T t;
  };

  // 子类在声明时，要指定出分类中的T类型
  class son : public father<int>{

  }

• 如果还需要灵活，则子类需要变为类模板

  template <class T>
  class father{
    T t;
  };

  template <class T1, class T2>
  class son : public father <T2>{
    T1 obj;
  }

• 类模板成员的类外实现

  // 构造函数类外实现
  template<class T1, class T2>
  Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age){}

  // 成员函数类外实现
  template<class T1, class T2>
  void Person<T1, T2>::show(){}

文件要求

• 要求模板和实现在一个文件内