C++ STL系列-02.泛型入门

C++ STL系列-02.泛型入门

        C++中的泛型编程主要通过模板（template）实现。模板允许我们编写与类型无关的代码，是一种将类型作为参数进行编程的方式。在C++中，模板分为函数模板和类模板。

1. 函数模板

        函数模板允许我们定义一个函数，它可以接受多种类型的参数。例如，我们可以写一个比较两个值大小的函数模板，而不是为每种类型都写一个重载函数。

#include<iostream>
template<typename T>
T max(T a, T b) {
	return a > b ? a : b;
}
int main(int argc, char*argv[]) {
	int a = 1, b = 5;
	std::cout << max(a, b) << std::endl;
	char c = 'a', d = 'h';
	std::cout << max(c, d) << std::endl;
	return 0;
}

        在上面的代码中，template 告诉编译器这是一个模板，T 是一个占位符类型。当我们调用 max 函数时，编译器会根据传入的参数类型自动生成特定类型的函数。

2. 类模板

        类模板允许我们定义一个类，其成员的类型可以由模板参数指定。例如，我们可以定义一个简单的Box类，用来存储任意类型的值。

#include<iostream>
template<typename T>
class Box {
private:
	T content;
public:
	Box(T value) : content(value) {} // 赋值给 content
	T getValue() {
		return content;
	}
};
//使用类模板时，我们需要在创建对象时指定类型：
int main(int argc, char*argv[]) {
	Box<int>a = 1;
	Box<std::string>b("hello");
	std::cout << a.getValue() << std::endl;
	std::cout << b.getValue() << std::endl;
	return 0;
}

3.可变参数模板

        C++11引入了可变参数模板，允许模板接受可变数量的参数。例如，我们可以定义一个函数，它可以接受任意数量的参数并打印它们：

#include<iostream>
//  基本可变参数模板示例：打印所有参数
// 递归终止函数
void print() {
    std::cout << std::endl;
}

// 递归展开参数包
template<typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... args) {
    std::cout << first << " ";
    print(args...);
}
int main(int argc, char*argv[]) {
	print(1,2,'g',"hello");
	return 0;
}

C++17引入了折叠表达式，可以更简洁地展开参数包。

#include<iostream>
template<typename... Args>
void print(Args... args) {
	(std::cout << ... << args) << std::endl;
}
int main(int argc, char*argv[]) {
	print(1,2,'g',"hello");
	return 0;
}

使用折叠表达式求和

#include<iostream>
template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
	return (args + ...);
}
int main(int argc, char*argv[]) {
	std::cout << sum(1,2,3,4,5) << std::endl;
	return 0;
}

使用折叠表达式遍历加空格

#include<iostream>
template<typename ...Args>
void print(Args... args) {
	((std::cout << args << ' '), ...) << std::endl;
}
int main(int argc, char*argv[]) {
	print(1,2,3,4,5);
	return 0;
}

将参数包存入vector

#include<iostream>
#include<vector>
template<typename T, typename... Args>
std::vector<T> make_vector(Args... args) {
	return std::vector<T>{static_cast<T>(args)...};
}
int main(int argc, char*argv[]) {
    auto vec = make_vector<int>(1, 2, 3, 4, 5);
    std::cout << "Vector: ";
    for (auto v : vec) {
        std::cout << v << " ";
    }
	return 0;
}