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1、问题引入:
C++中有几种变量交换的方法?
定义宏代码块和定义函数
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#define SWAP(t, a, b) \
do \
{ \
t c = a; \
a = b; \
b = c; \
}while(0)
void Swap(int& a, int& b)
{
int c = a;
a = b;
b = c;
}
void Swap(double& a, double& b)
{
double c = a;
a = b;
b = c;
}
void Swap(string& a, string& b)
{
string c = a;
a = b;
b = c;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 1;
Swap(a, b);
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
double m = 2;
double n = 3;
Swap(m, n);
cout << "m = " << m << endl;
cout << "n = " << n << endl;
string d = "Delphi";
string t = "Tang";
Swap(d, t);
cout << "d = " << d << endl;
cout << "t = " << t << endl;
return 0;
}
上述函数是分别用宏定义与几个函数实现的变量的交换的方法!!!
下面我们来分析一下他们两个的优缺点:
定义宏代码块:
优点:
代码复用,适合所有的类型
缺点:
宏定义是在预处理阶段替换的,编译器不知道宏的存在,无法做类型安全检查
定义函数:
优点:
真正的函数调用,编译器会对类型检查
缺点:
根据类型重复定义函数,无法实现代码复用
2、解决方案
解决上述两种方案的缺点:泛型编程
泛型编程:不考虑具体数据类型的编程方式!
对于上述Swap函数,可以写成下面这样:
void Swap(T& a,T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
上述的T不是指某一个数据类型,而是泛指任意的数据类型
在C++中,泛型编程,指的就是:函数模板!!!
函数模板:
- 一种特殊函数,可用不同类型进行调用
- 看起来和普通函数类似,区别是类型可被参数化
template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
函数模板的语法规则:
- template 关键字用于声明开始进行泛型编程
- typename 关键字用于声明泛指类型
函数模板的使用有两种调用方法:
- 自动类型推导调用
- 具体类型显示调用
下面看一个具体的示例:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template < typename T >
void Swap(T& a, T& b)
{
T c = a;
a = b;
b = c;
}
template < typename T >
void Sort(T a[], int len)
{
for (int i = 0; i<len; i++)
{
for (int j = i; j<len; j++)
{
if (a[i] > a[j])
{
Swap(a[i], a[j]);
}
}
}
}
template < typename T >
void Println(T a[], int len)
{
for (int i = 0; i<len; i++)
{
cout << a[i] << ", ";
}
cout << endl;
}
int main()
{
int a[5] = { 5, 3, 2, 4, 1 };
Println(a, 5);
Sort(a, 5);
Println(a, 5);
string s[5] = { "Java", "C++", "Pascal", "Ruby", "Basic" };
Println(s, 5);
Sort(s, 5);
Println(s, 5);
return 0;
}
运行结果为:
从而可以看出函数模板的强大,我们只需要写出一个函数,就可以使用任意的数据类型!!!
3、总结
- 函数模板是泛型编程在C++中的应用之一
- 函数模板能够根据实参对参数类型进行推导
- 函数模板支持显示的指定参数类型
- 函数模板是C++中重要的代码复用的方式