• 欢迎光临~

植物大战 模板——C++

开发技术 开发技术 2022-10-08 次浏览

“”

猛戳订阅🍁🍁 👉 [C++详解专栏] 👈 🍁🍁

这里是目录

  • 一、泛型编程
  • 二、函数模板
    • 1.函数模板的实例化
  • 三、类模板
    • 1.类模板的定义格式
  • 四、非类型模板参数
  • 五、模板的特化
    • 1.函数模板的特化
    • 2.类模板的特化
      • 全特化
      • 偏特化
  • 六、模板分离编译(重点)
    • 1.什么是分离编译 ?
    • 2.模板的声明和定义
    • 3.模板的分离编译原理
  • 为什么分离就链接不上?

一、泛型编程

概念
编写与类型无关的通用代码,达成代码复用,模板是泛型编程的基础

模板就是把工作交给编译器去做。让编译器去生成多个函数,省的我们再去写函数模板。比如Add加法函数。

平时经常用的是函数模板和类模板

二、函数模板

函数模板格式:

template<typename T1,typename T2,typename T3.....>

这里需要有个感性的认知:

1.一个模板参数只能定义一个函数。模板参数可以有缺省参数。

2.模板参数是类型函数参数是对象
模板参数传递的是类型,函数参数传递的是对象值

3.普通函数是有地址的,而模板函数没有地址。
但是模板会推算,会通过实参传递给形参,推算他的实际类型

template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

1.函数模板的实例化

实例化:用不同类型的参数使用函数模板时,称为函数模板的实例化
但是有时候也有例外。需要显式实例化。
代码如下

template<class T>
T* func(int n)
{
	return new T[n];
}
int main()
{
	int* p = func<int>(10);
	return 0;
}

typename是用来定义模板参数的关键字。也可以用class.但是不能用struct

三、类模板

1.类模板和函数模板不同。函数模板一般可以显式传参推出实际类型。

2.而类模板不能传参推断类型,所以类模板需要在类名的 后面加尖括号<>里面加类型,这叫做类模板的显式实例化

例如:

vector<int> v1;//int类型
vector<double> v2;//元素是double类型

1.类模板的定义格式

注意:
cao不是具体的一个类,而是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具。

template<class T1, class T2>
class 类模板名
{
	//类内成员定义
};
//类模板
template<class T>
class cao
{

};
//类模板的实例化
cao<int> c;
//cao类名,cao<int>才是类型

四、非类型模板参数

概念:非类型形参。就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数,在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用

1.非类型的模板参数无法修改
2.浮点数,类对象以及字符串无法做非类型模板参数
(非类型模板参数一般是整形)
3.非类型的模板参数必须在编译期间就能确认结果。

N就是非类型形参。

template<class T, size_t N = 10>

五、模板的特化

使用模板可以实现与类型无关的代码。但有时候还需要做一些特殊处理。

1.函数模板的特化

特化步骤
1.必须要先有一个基础的函数模板
2.关键字template后面接一对空的尖括号<>
3.函数名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型。
4.函数形参表:必须要和模板函数的基础参数类型完全相同,如果不同编译器可能会报一些奇怪错误

struct Date
{
	int _year = 1;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};
//基础的函数模板
template<class T>
bool IsEqual(T left, T right)
{
	return left == right;
}
//关键字template后面接一对空的尖括号<>
template<>
//函数名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型
//函数形参表:必须要和模板函数的基础参数类型完全相同
bool IsEqual<Date*>(Date* left, Date* right)
{
	return left->_year == right->_year
		&& left->_month == right->_month
		&& left->_day == right->_day;
}

int main()
{
	cout << IsEqual(1, 2) << endl;

	Date* p1 = new Date;
	Date* p2 = new Date;
	cout << IsEqual(p1, p2) << endl;
	return 0;
}

2.类模板的特化

全特化

全特化就指的是模板参数列表中所有的参数都确定化

//全特化
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1, T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//跟一对尖括号<>
template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<int,char>" << endl;
	}
private:
	int _d1;
	char _d2;
};


int main()
{
	Data<int, int> d1;
	//模板的全特化
	Data<int, char> d2;
}

偏特化

偏特化是针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本。

//类的基础模板
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1, T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//1.部分特化
//将模板参数列表中的一部分参数特化。

template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1, int>" << endl;
	}
private:
	T1 _d1;
	int _d2;
};

//两个参数偏特化为引用类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//两个参数偏特化为引用类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
	Data(const T1& d1, const T2& d2)
		:_d1(d1)
		, _d2(d2)
	{
		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
	}
private:
	const T1& _d1;
	const T2& _d2;
};

int main()
{
	Data<double, int> d1;
	Data<int, double> d2;
	Data<int*, int*> d3;
	Data<int&, int&> d4(1,2);
}

六、模板分离编译(重点)

1.什么是分离编译 ?

一个程序由若干个源文件组成。而每个源文件单独编译成目标文件,然后目标文件链接起来形成可执行文件的过程称为分离编译。

模板一般不支持分离编译。但普通函数是可以的。

C/C++程序要运行,基本步骤.
预处理 -> 编译->汇编->链接

2.模板的声明和定义

函数模板的声明和定义也有一些讲就。
声明:

template<typename T>
void Swap(T& left, T& right);

定义:

template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

注意:类模板的定义还需要加上类域。

3.模板的分离编译原理

a.cpp
植物大战 模板——C++
a.h
植物大战 模板——C++
main.cpp
植物大战 模板——C++

a.h头文件不参与编译。
a.cpp中不会生成模板函数的实例化,
main.cpp中调用函数链接时找地址。main.cpp包含的头文件只有a.h的。但是a.cpp中没有实例化所以没有地址。

解决方法
1.将声明和定义放到一个文件.hpp的文件中。
2.模板定义的位置显式实例化。(不推荐使用).

模板的优点:

1.模板复用了代码,节省了资源。STL标准模板库因此而产生。
2.增强了代码的灵活性。

缺点:
1.模板会导致代码膨胀,也会导致编译时间变长。
2.出现模板编译错误时,错误信息非常凌乱,不易定位错误

为什么分离就链接不上?

符号表找不到。
和实例化有关系。

a.cpp 从预处理到 a.i经过了头文件的展开
a.i经编译到a.s再经过汇编到a.o什么都没干,因为模板的类型没有确定,所以没法实例化。a.s和a.o都是空的,空壳子。

解决办法:
1.显示实例化,太矬了,几乎不用这个办法。
2.不分离到两个文件中,放到同一个文件中。这样为什么就可以了呢?
为什么就不存在链接错误了?**原因是因为在main.cpp中头文件展开后,有了函数模板的声明和定义。**在链接的时候就不用找他的地址了。

程序员灯塔
转载请注明原文链接:植物大战 模板——C++
喜欢 (0)
违法和不良信息举报电话:022-22558618 举报邮箱:dljd@tidljd.com