09STL.doc

模板和STL 闵卫 minwei@ Day01 为什么需要模板 -E 预处理 g++ -E demo.cpp -S 编译 g++ -S demo.cpp 1）为同一种数据结构或者算法，定义适用于不同类型的版本——代码冗余。 2）借助参数宏摆脱类型的约束，同时也丧失了类型安全——潜在风险。 3）让预处理器自动生成针对不同类型的版本——不易于调试。 4）可以编写带有参数化类型的通用版本，让编译器自动生成针对不同参数类型的具体 版本——模板 函数模板 函数的返回值、参数表和局部变量均可使用类型参数。 templatetypename 类型形参名1，typename 类型形参名2，… 返回类型 函数模板名（形参表）{ 函数体 } 使用： 函数模板名类型实参1， 类型实参2，…(实参表)； 函数模板的类型参数支持隐式推断。 隐式推断不允许隐式转换，但是可以显式的进行类型转换。 函数返回类型不支持隐式推断 函数模板可以重载 形参不同的同名模板之间，以及函数模板和同名具体函数之间 都可以构成重载关系。 PS：当模板函数与具体函数都可匹配时，优先匹配具体函数。 类模板 类模板：类的成员函数、成员变量和基类都含有可以参数化的类型。 类模板不能隐式推断，只能给出显式类型。 Template typename 类型形参名， typename 类型形参名2， … Class 模板类名 ： 继承表{ 成员定义； } 使用： 类模板名类型实参1，类型实参2，…对象名（构造参数表） 【类模板】------实例化-----【类】 -------实例化----- -【对象】 编译期 运行期 类模板的静态成员变量，每个实例类各有一份。 类模板的模板参数可以带有缺省值（从右边缺省开始）。 PS ：函数模板的参数不能带有缺省值。 模板的特化 对于某些特定类型而言，通用模板可能并不适用，可以为通用模板提供一种特殊化的定义，作为一般情况之外的特例，为编译器提供一种更为合适的选择。 对于类模板，既可以将整个类模板全部特化，也可以只针对具体类型相关的个别成员函数进行特化。（注意：使用成员特化时，特化版本和通用版本的规格必须完全一致。） PS：当使用模板类型做多文件编程时，需要main.cpp 文件包含 classTemplate.h 文件 classTemplate.h 文件包含 classTemplate.cpp 文件 编译模型 后期编译 模板定义只是一种规范描述，而非真正的类型定义。当编译器看到模板定义时，仅做一般性的语法检查，同时保存一份模板的内部表示，并不生成二进制指令。 当编译器看到模板被实例化为具体函数或类，才真正用模板的内部表示结合类型实参，生成指令代码。 每个C++语言的源文件是单独编译的。因此编译器仅在编译包含模板定义的源文件时保存内部表示。 如果模板的实例化与他的定义不再同一个编译单元中，模板就失去被编译的机会，进而导致链接错误。 包含模型 将模板的声明和定义放在一个头文件中，或者在其头文件中通过#include预编译指令包含定义该模板的源文件。 包含模型的缺陷 暴露了用户不希望或者不了解的实现细节； 模板头文件被多个源文件包含，会延长编译时间。 3． 分离模型 在定义模板的源文件中，加入一个export声明： Comparatro.cpp 当编译器看到某个模板被声明为导出（export）型，会将该模板的内部表示缓存到一个临时文件中。编译器编译到对该模板的实例化代码时，在从这个临时文件中重新读取其内部表示，完成编译和链接。 注意：绝大多数C++编译器都不支持分离模型，而且在新C++11标准中已经删除了分离模型，并将export关键字移做它用。 六． 类模板的局部特化 1. 针对部分类型参数取特定类型进行特化； 编译器优先选择特化程度最高的版本。 针对类型参数之间的某种关联性进行特化； 编译器优先选择匹配程度最高的版本。 针对指针或者数组进行特化； 编译器优先选择针对指针或数组的特化版本。 范例：partial.cpp 注意：当编译器发现同时存在多个匹配程度一样的版本时，会报告歧义错误。 七 . 非类型参数 模板既可以带有类型参数，也可以带有非类型参数，传递给非类型参数的实参只能是常量/常量表达式/常属性（const）的变量，且不能同时具备挥发性（volatile）。 类模板的非类型参数和类型参数一样，也可以带有缺省值。 PS：模板的非类型参数不能是浮点数，也不能是类类型。模板的非类型实参不能是字符串字面值。模板的非类型实参不能是全局指针，模板的非类型实参可以是