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C++ 模板学习01（函数模版）（函数模板的语法、函数模板注意事项、函数模板案例-数组排序、普通函数与函数模板的区别、普通函数与函数模板的调用规则、模板的局限性）

C++模板学习02（类模板）（类模板语法、类模板与函数模板的区别、类模板中的成员函数创建时机、类模板对象做函数参数、类模板与继承、类模板成员函数类外实现、类模板分文件编写、类模板与友元）

二、类模板

2.1 类模板语法

类模板作用：

建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<class T>类

解释：

与之前学过的函数模板类似，template是声明创建模板，class是表明其后面的符号是一种数据类型，T是通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母。

下面举个实用例子更好理解

template<class nametype,class agetype>class person{public:person(nametype name,agetype age){this->name=name;this->age=age;}nametype name;agetype age;};int main(){person<string,int> p1("lele",20);return 0;}

2.2 类模板与函数模板的区别

主要区别有以下两点

类模板没有自动类型推导的使用方式类模板在模板参数列表中可以有默认参数

第一个区别就不多说了，函数模板里面那个自动类型推导用不了，类模板就和上面的代码person<string,int> p1("lele",20); 这样使用显式指定类型来实例化对象。

#include<iostream>using namespace std;#include<string>template<class nametype=string, class agetype=int>class person{public:person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}nametype name;agetype age;void show(){cout << age << name << endl;}};int main(){person<> p1("lele", 20);p1.show();return 0;}

类模板可以使用默认参数

template<class nametype=string, class agetype=int>

但是在使用类模板的时候还是要声明参数列表的

person<>p1("lele", 20);

2.3 类模板中的成员函数创建时机

这个就字面意思，就不写代码证明了。

2.4 类模板对象做函数参数

目标：

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

共有三种传入方式：

指定传入的类型---直接显示对象的数据类型参数模板化---将对象中的参数变为模板进行传递整个类模板化---将这个对象类型 模板化进行传递

2.4.1 指定传入的类型

template<class nametype=string, class agetype=int>class person{public:person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}nametype name;agetype age;void show(){cout << age << name << endl;}};//指定传入的类型---直接显示对象的数据类型void pri(person<> &p){p.show();}void test01(){person<> p1("lele", 20);pri(p1);}

简单来说就是直接传

2.4.2 参数模板化

//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 pri2(person<T1,T2> &p1){p1.show();cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;}void test02(){person<> p1("lele", 20);pri2(p1);}

第二种方式是又用了一回模板，test02中的参数列表是空的是因为，类模板在定义的时候使用了默认参数，在第二次使用模板的时候编译器为我们自动识别出来T1和T2的数据类型。

如上图，T1识别为string类型，T2为int类型。

2.4.3 整个类模板化

template <class T>void pri03(T &p){p.show();cout << "T1的类型为：" << typeid(T).name() << endl;}void test03(){person<> p1("lele", 20);pri03(p1);}

这个更牛，直接将类给模板了。

这部分的全部源码：

#include<iostream>using namespace std;#include<string>template<class nametype=string, class agetype=int>class person{public:person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}nametype name;agetype age;void show(){cout << age << name << endl;}};//指定传入的类型---直接显示对象的数据类型void pri(person<> &p){p.show();}void test01(){person<> p1("lele", 20);pri(p1);}//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 pri2(person<T1,T2> &p1){p1.show();cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;}void test02(){person<> p1("lele", 20);pri2(p1);}//整个类模板化-- - 将这个对象类型 模板化进行传递template <class T>void pri03(T &p){p.show();cout << "T1的类型为：" << typeid(T).name() << endl;}void test03(){person<> p1("lele", 20);pri03(p1);}int main(){//test01();// test02();//test03();return 0;}

总结：

通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参使用比较广泛的是第一种（指定传入的类型）

2.5 类模板与继承

当类模板在继承的时候，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，字类在声明的时候，要指定出父类中T的类型如果不指定，编译器无法给子类分配内存如果想灵活指定出父类中的T的类型，子类也需变为类模板

template<class T>class base{T m;};class son:public base<int>{};

当子类继承模板父类时的语法就是这样用的，告诉编译器参数列表就行了

但是子类中的继承到的父类都是被指定好的，所以如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变类模板。（直接套娃）

template<class T>class base{T m;};template <class T1,class T2>class son2:public base<T2>{T1 obj;};

显然在son2中继承父类的参数给的是T2类型的，son2类内自己用的是T1类型的，然后在后面使用son2时，就可以直接指定这两个类型，比如说：son2<int ,char> s2;

2.6 类模板成员函数类外实现

学习目标：掌握类模板中的成员函数类外实现

直接举个例子：

//构造函数类外实现template<class T1,class T2>person<T1,T2>::person(T1 name,T2 age){this->name=name;this->age=age;}

要点：

template<class T1,class T2>

这一句是告诉编译器下面这个函数我要用模板啦！

2.person<T1,T2>::person(T1 name,T2 age)中的<T1,T2>

是告诉编译器这个函数是模板类里的函数。

上面这两点缺一不可。

注意事项：

在之前写的模板类的时候

用的是类模板的默认参数。

但是在后面如要在类外对成员函数进行书写的时候，就不可以使用默认参数了

template<class nametype = string, class agetype = int>void person<nametype,agetype>::show(){cout << age << name << endl;}

以show函数为代表，不能在类外部的类模板成员声明上指定默认模板参数

2.7 类模板分文件编写

问题：类模板中的成员函数是在调用的时候才会创建出来，分文件编写时链接不到

解决办法：

直接包含.cpp源文件将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

下面是原本都在一个源文件中代码：

#include<iostream>using namespace std;#include<string>template<class nametype=string, class agetype=int>class person{public:person(nametype name, agetype age);nametype name;agetype age;void show();};template<class nametype , class agetype >void person<nametype,agetype>::show(){cout << age << name << endl;}template<class nametype, class agetype >person<nametype, agetype>::person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}int main(){person<> p("lele", 20);p.show();return 0;}

现在进行分文件编写：

person.h中写类的定义以及成员函数声明

#pragma once#include<iostream>using namespace std;#include<string>template<class nametype = string, class agetype = int>class person{public:person(nametype name, agetype age);nametype name;agetype age;void show();};

person.cpp 中写类外函数的实现

#include"person.h"template<class nametype, class agetype >void person<nametype, agetype>::show(){cout << age << name << endl;}template<class nametype, class agetype >person<nametype, agetype>::person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}

源.cpp中写主函数

#include<iostream>using namespace std;#include<string>#include"person.cpp"int main(){person<> p("lele", 20);p.show();return 0;}

但是关键就是在源.cpp中包含的是#include"person.cpp"而不是#include"person.h"

原因：

这是因为模板类的成员函数是在调用的时候才会创造的，如果包含的是#include"person.h"那些成员函数在编译器执行的时候根本就不会去创造函数，并且就不会见到person.cpp中写的函数实现

我们这个时候直接包含person.cpp就可以让编译器直接先看到函数主体，person.cpp中又有person.h的声明头文件，编译器就也会看到，这样就可以正常执行了

以上是第一种解决方法，这种方法并不常用，写代码一般很少直接包含.cpp的文件

第二种解决办法就是直接将.h和.cpp的内容写到一起，然后将后缀名改为.hpp文件

就不具体给代码了

头文件里面把函数的声明和实现都放在里面，重命名为.hpp后缀名的文件

在源文件中包含的时候用#include"person.hpp"即可

2.8 类模板与友元

学习目标：

掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现

全局函数类内实现-直接在类内声明友元即可

全局函数类外实现-需要提前让编译器知道全局函数的存在

首先是全局函数在类内实现

template<class nametype=string, class agetype=int>class person{public:person(nametype name, agetype age);friend void show(person<nametype,agetype> p){cout << p.name << p.age << endl;}//全局函数类内实现private:nametype name;agetype age;};

（在类里面的不是成员函数吗？？？其实当加上friend那个关键字以后show函数就已经变成全局函数了，没有friend的时候就是成员函数没有问题）

类外实现：

#include<iostream>using namespace std;#include<string>//提前让编译器知道person类存在template<class nametype = string, class agetype = int>class person;template<class nametype, class agetype >void show(person<nametype, agetype> p){cout << p.name << p.age << endl;}//全局函数类外实现template<class nametype, class agetype>class person{public:person(nametype name, agetype age);//如果全局函数 是类外实现 需要让编译器提前知道这个函数的存在friend void show<>(person<nametype, agetype> p);private:nametype name;agetype age;};template<class nametype, class agetype >person<nametype, agetype>::person(nametype name, agetype age){this->name = name;this->age = age;}int main(){person<> p("lele", 20);show(p);return 0;}

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