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討論關(guān)于C++當(dāng)中的模板實(shí)現(xiàn)（上）

C++ 當(dāng)中的模板，通常作為處理由于參數(shù)類型不同，而引入的代碼冗余情況。

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首先，我們討論的是函數(shù)模板。

要討論這個問題，我們先討論如果實(shí)現(xiàn)一個通用的加法函數(shù)，該怎樣去做？

方法一：使用C++當(dāng)中的函數(shù)重載

int ADD(const int num1, const int num2)
{
 return (num1+num2);
}
double ADD(const double num1, const double num2)
{
 return (num1 + num2);
}
int main()
{
 cout << ADD(1,2) << endl;
 cout << ADD(1.2,3.4) << endl;
 system("pause");
 return 0;
}

關(guān)于這種方法，雖然可以實(shí)現(xiàn)功能，但不得不說，屬于最老實(shí)的做法，代碼的復(fù)用率完全沒有體現(xiàn)，而且，在只有返回值類型不相同的情況下，重載是不能夠解決這類問題。代碼維護(hù)起來，也是相當(dāng)麻煩。

方法二：利用C++當(dāng)中的繼承實(shí)現(xiàn)

采用公共基類的方法解決這個問題，要求每實(shí)現(xiàn)一個類，都要特定繼承某一個類，代碼維護(hù)起來更加繁瑣

方法三：宏定義define 解決

宏定義在定義時是不需要考慮類型的，表面上看起來可以實(shí)現(xiàn)這一功能，這一點(diǎn)完全繼承自C語言。代碼如下

#define ADD(a,b) ((a)+(b))

int main()

{

 cout << ADD(1, 2) << endl;

 cout << ADD(1.2, 3.4) << endl;

 system("pause");

 return 0;

}

方便的同時，引入了另一個問題。宏定義是在預(yù)處理過程中就完成的，是不對傳入期中的參數(shù)進(jìn)行合法性檢查的，一定程度上，我們可以說，這種方法是不安全的。

討論了這么多，突然想起了在C語言中有這么一個函數(shù)，功能是可以排序任何類型的數(shù)組，當(dāng)初自己在實(shí)現(xiàn)庫函數(shù)的時候，曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)過這個函數(shù)，還做了一張圖，如下：

討論關(guān)于C++當(dāng)中的模板實(shí)現(xiàn)（上）

由于沒什么經(jīng)驗(yàn)當(dāng)初做這張圖的時候，還是費(fèi)了些功夫。關(guān)于這個函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以在電腦里查一下專家的實(shí)現(xiàn)方法，這里我就不多介紹了，畢竟C++當(dāng)中有著更加方便的工具---------->模板。

在這里先引入一個概念，范性編程，即編寫與類型無關(guān)的邏輯代碼，是代碼復(fù)用的一種手段

現(xiàn)在進(jìn)入正題。認(rèn)識模板之前，首先要提幾個關(guān)鍵字：

Point1： template typename class

其中typename與class的使用，在這里是完全相同的，而且class在模板當(dāng)中也并不是定義類的。注意，在這里，不可以用struct代替class，同樣，我們更加推薦用typename

現(xiàn)在來看具體的使用方法。首先定義一個函數(shù)模板。

template 
T ADD(T a, T b)
{
 return (a + b);
}
int main()
{
 cout << ADD(1, 2) << endl;
 cout << ADD(1.2, 3.4) << endl;
 system("pause");
 return 0;
}

T在這里是我們定義的一種類型。通過函數(shù)模板定義出來的函數(shù)，我們把它叫做模板函數(shù)，在編譯過程中，如果我們只定義了函數(shù)模板，而沒有定義模板函數(shù)，計算機(jī)是不會產(chǎn)生多余的代碼數(shù)據(jù)，或者說，計算機(jī)不知道要產(chǎn)生什么樣類型的代碼數(shù)據(jù)。

Point2：

同時，我們也可以在使用函數(shù)模板定義模板函數(shù)時通過""指定參數(shù)類型，比如

 cout << ADD(1, 2) << endl;

值得注意的是，如果不指定參數(shù)類型，系統(tǒng)將根據(jù)你傳入的變量，選擇默認(rèn)的參數(shù)類型。但是，如果沒有參數(shù)，或者傳入的參數(shù)并不是一個類型的話<參照next point>，需要自己聲明，編譯器無法自動給出。

Point3：

除了參數(shù)類型可以作為模板參數(shù)外，變量也可作為模板參數(shù)，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

template 
void display()
{
 for (int i = 0; i < size; i++)
 {
  cout << i << endl;
 }
}
int main()
{
 display<10>();
 system("pause");
 return 0;
}

千萬不要忘記在使用時，對變量進(jìn)行聲明。定義模板時，此時參數(shù)前不需要加class或者typename，而需要加上該變量的類型。

Point4：

模板支持多參數(shù)模板，定義函數(shù)模板時，每個類型參數(shù)前的typename或者class，以及變量的類型均不可省略?？梢宰约壕幋a嘗試。

Point5:

函數(shù)模板與重載。

template 

void display(T a)

{

 cout << a << endl;

}

template 

void display(T a,T b)

{

 cout << a << endl;

}

template //每個函數(shù)模板之前都需要添加template語句

void display(T a)

{

 cout << a << endl;

}

在我們定義函數(shù)模板的時候，各函數(shù)模板之間并不構(gòu)成重載，因?yàn)榇藭r，并沒有在內(nèi)存中產(chǎn)生代碼量，而是在我們使用這些函數(shù)模板定義函數(shù)的時候，定義產(chǎn)生的函數(shù)彼此之間構(gòu)成重載。

除了函數(shù)之外，類也有著模板------->類模板

為什么要有類模板呢？和函數(shù)模板一樣，同樣是為了處理相同代碼類型不同的情況。類模板代碼如下：

template 
class Data
{
public:
 Data(T d) :_data(d)
 {
 }
 void display()
 {
  cout << _data << endl;
 }
protected:
 T _data;
};
int main()
{
 Data d(2);
 d.display();
 system("pause");
 return 0;
}

關(guān)于類外定義成員函數(shù)的方法：

template 

class Data

{

public:

 Data(T d) :_data(d)

 {

 }

 void display();

protected:

 T _data;

};

void Data::display()

{

 cout << _data << endl;

}

當(dāng)然，我現(xiàn)在用的是單文件的定義，如果要在多文件環(huán)境下進(jìn)行定義成員函數(shù)，需要在每個函數(shù)之前都加上"template<>"，注意，是每個!!!

定義函數(shù)時，除了注意這個之外，還有需要注意的是要加上""，不管是定義模板函數(shù)還是實(shí)例化對象！否則編譯失敗。

當(dāng)然，類模板也支持多參數(shù)，定義函數(shù)及實(shí)例化對象是，所有參數(shù)類型都需要注明。

注：受IDE環(huán)境與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限制，vs2005,vs2008,vs2010編譯器下，模板代碼不能分離編譯，即模板的.h文件與.cpp文件不能分開進(jìn)行編譯，換句話說，就是無法寫成.h文件與.cpp文件聲明和定義分開這種情況。必須將所有代碼都寫入.h文件，通過include""進(jìn)行引用

這里只介紹了關(guān)于模板的一些基本用法，其他需要注意的，將在下篇統(tǒng)一整理

新聞標(biāo)題：討論關(guān)于C++當(dāng)中的模板實(shí)現(xiàn)（上）
文章網(wǎng)址：http://fisionsoft.com.cn/article/gochcs.html

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