C++ 中的泛型

雨点打透心脏的1/2处 2024-03-23 17:24 38阅读 0赞

泛型是允许类型（整数、字符串等和用户定义类型）成为方法、类和接口的参数的想法。例如，数组、映射等类可以非常有效地使用泛型。我们可以将它们用于任何类型。

实现了泛型编程的方法来提高代码的效率。通用编程使程序员能够编写适用于所有数据类型的通用算法。如果数据类型是整数、字符串或字符，则无需创建不同的算法。

泛型编程的优点是

代码可重用性  
避免函数重载  
一旦写入，就可以多次使用和案例。  
泛型可以使用Templates在 C++ 中实现。Template 是 C++ 中一个简单但非常强大的工具。简单的想法就是将数据类型作为参数传递，这样我们就不需要为不同的数据类型编写相同的代码。例如，软件公司可能需要对不同数据类型进行 sort()。我们可以编写一个 sort() 并将数据类型作为参数传递，而不是编写和维护多个代码。

使用模板的通用函数：  
我们编写一个可用于不同数据类型的通用函数。函数模板的示例有 sort()、max()、min()、printArray()

#include <iostream>
    using namespace std;
      
    // One function works for all data types.
    // This would work even for user defined types
    // if operator '>' is overloaded
    template <typename T>
      
    T myMax(T x, T y)
    {
        
        return (x > y) ? x : y;
    }
      
    int main()
    {
        
      
        // Call myMax for int
        cout << myMax<int>(3, 7) << endl;
      
        // call myMax for double
        cout << myMax<double>(3.0, 7.0) << endl;
      
        // call myMax for char
        cout << myMax<char>('g', 'e') << endl;
      
        return 0;
    }

输出：

7
    7
    G

使用模板的通用类：  
与函数模板一样，当类定义独立于数据类型的内容时，类模板非常有用。对于 LinkedList、二叉树、Stack、Queue、Array 等类很有用。

以下是模板 Array 类的简单示例。

#include <iostream>
    using namespace std;
      
    template <typename T>
    class Array {
        
    private:
        T* ptr;
        int size;
      
    public:
        Array(T arr[], int s);
        void print();
    };
      
    template <typename T>
    Array<T>::Array(T arr[], int s)
    {
        
        ptr = new T[s];
        size = s;
        for (int i = 0; i < size; i++)
            ptr[i] = arr[i];
    }
      
    template <typename T>
    void Array<T>::print()
    {
        
        for (int i = 0; i < size; i++)
            cout << " " << *(ptr + i);
        cout << endl;
    }
      
    int main()
    {
        
        int arr[5] = {
         1, 2, 3, 4, 5 };
        Array<int> a(arr, 5);
        a.print();
        return 0;
    }

输出：

1 2 3 4 5

使用多类型泛型：  
我们可以将不止一种数据类型作为参数传递给模板。以下示例演示了相同的内容。

#include <iostream>
    using namespace std;
      
    template <class T, class U>
    class A {
        
        T x;
        U y;
      
    public:
        A()
        {
        
            cout << "Constructor Called" << endl;
        }
    };
      
    int main()
    {
        
        A<char, char> a;
        A<int, double> b;
        return 0;
    }

输出：  
构造函数被调用  
构造函数被调用