C++学习记录 五、C++提高编程

再系统地过一次,夯实基础

学习目标:

过一遍黑马程序员C/C++学习视频

学习内容:

一、C++基础入门


二、通讯录管理系统


三、C++核心编程

三、 C++核心编程(面向对象) 继承


四、基于多态的企业职工系统


五、C++提高编程

  • 本阶段主要针对C++泛型编程STL技术做详细讲解,探讨C++更深层的使用

1. 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具,大大提高复用性

例如生活中的模板

一寸照片模板:
在这里插入图片描述
PPT模板:
在这里插入图片描述

1.2 函数模板

  • C++另一种变成思想称为泛型编程,主要利用的技术就是模板
  • C++提供两种模板机制:函数模板和类模板
1.2.1 函数模板语法

函数模板作用:

建立一个通用函数,其函数返回值类型和形参类型可以不具体指定,用一个虚拟的类型来代替

语法:

template<typename T>
函数声明或定义

解释:
template – 声明创建模板
typename – 表明其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替
T — 通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母

//函数模板
template<typename T>//声明一个模板,告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错,T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b) {
    
    
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void test01() {
    
    
    int a = 10;
    int b = 20;
    //利用函数模板交换
    //两种方式使用函数模板
    //1、自动类型推导
    mySwap(a, b);
    //2、显示指定类型
    mySwap<int>(a, b);

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}
1.2.2 函数模板注意事项

注意事项:

  • 自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T才可以使用
  • 模板必须要确定出T的类型,才可以使用

自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T才可以使用:

//函数模板注意事项
template<class T> //typename可以替换成class
void mySwap(T& a, T& b) {
    
    
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

//1、自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T才可以使用
void test01() {
    
    
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';
    mySwap(a, b);
    mySwap(a, c);//错误!推导不出一致的T类型
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

模板必须要确定出T的类型,才可以使用

//函数模板注意事项
//2、模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用
template<class T> //typename可以替换成class
void func() {
    
    
    cout << "func 调用" << endl;
}

void test01() {
    
    
    func<int>();//如果不确定这个类型,就不能这么使用
    //正是2的原因。
}

总结:

  • 使用模板时必须确定出通用数据类型T,并且能够推导出一致的类型。
1.2.3 函数模板案例

案例描述:

  • 利用函数模板封装一个排序的函数,可以对不同数据类型数组进行排序
  • 排序规则从大到小,排序算法为选择排序
  • 分别利用char数组和int数组进行测试
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
void func(T& arr[]) {
    
    
    for (int i = 0; i < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1); i++) {
    
    
        int max = i;
        for (int j = i + 1; j < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); j++) {
    
    
            if (arr[max] < arr[j]) {
    
    
                max = j;
            }
        }
        if (max!= i) {
    
    
            T temp;
            temp = arr[max];
            arr[max] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    }
    for (int i = 0; i < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); i++) {
    
    
        cout << arr[i] << " ";
    }
}

 int main() {
    
    
     int arr[10] = {
    
     2, 1, 3, 4, 9, 6, 7, 8, 5, 0 };
     func(arr);
     system("pause");
     return 0;
 }

教程源码

template<class T>
void mySwap(T& a, T& b) {
    
    
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<class T>
void mySort(T arr[], int len) {
    
    
    for (int i = 0; i < len; i++) {
    
    
        int max = i;//认定最大值的下标
        for (int j = i + 1; j < len; j++) {
    
    
            if (arr[max] < arr[j]) {
    
    
                //更相信最大值下标
                max = j;
            }
        }
        if (max != i) {
    
    
            mySwap(arr[max], arr[i]);
        }
    }
}

//提供打印数组模板
template<class T>
void printArray(T arr[], int len) {
    
    
    for (int i = 0; i < len; i++) {
    
    
        cout << arr[i] << ' ';
    }
    cout << endl;
}

void test01() {
    
    
    //int arr[10] = { 2, 1, 3, 4, 9, 6, 7, 8, 5, 0 };
    char charArr[] = "badcfe";
    int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
    mySort(charArr, num);
    printArray(charArr, num);
}
1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板的区别:

  • 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
  • 函数模板调用时,如果利用自动类型推导,不会发生隐式类型转换
  • 如果利用显示指定类型的方式,可以发生隐式类型转换
//普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
//函数模板调用时,如果利用自动类型推导,不会发生隐式类型转换
//如果利用显示指定类型的方式,可以发生隐式类型转换
template<class T>
T myAdd(T a, T b) {
    
    
	return a + b;
}
void test01() {
    
    
	int a = 0;
	char c = 'c';
	cout << myAdd<int>(a, c) << endl;//109
	cout << myAdd(a, c) << endl;//报错
}
1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下:

  1. 如果函数模板和普通函数都可以实现、优先调用普通函数
  2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  3. 函数模板也可以发生重载
  4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

优先调用普通函数

void myPrint(int a, int b) {
    
    
	cout << "调用普通函数" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b) {
    
    
	cout << "调用函数模板" << endl;
}

void test01() {
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b);//调用普通函数
}

通过空模板参数列表,强制调用函数模板

void test01() {
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	//通过空模板参数列表,强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b);
}

函数模板也可以发生函数重载

template<class T>
void myPrint(T a, T b) {
    
    
	cout << "调用函数模板" << endl;
}
template<class T>
void myPrint(T a, T b, T c) {
    
    
	cout << "调用函数重载模板" << endl;
}

void test01() {
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c);
}

如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

void myPrint(int a, int b) {
    
    
	cout << "调用普通函数" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b) {
    
    
	cout << "调用函数模板" << endl;
}

void test01() {
    
    
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2);//调用函数模板
}

总结: 既然提供了函数模板,最好就不熬提供普通函数,否则容易出现二义性

1.2.6 模型的局限性

局限性:

  • 模板的通用性并不是万能的

例如:

template<class T>
void f(T a, T b){
    
    
	a = b;
}

在上述代码中提供的赋值操作,如果传入的a和b是一个数组,就无法实现了。

再例如:

template<class T>
void f(T a, T b){
    
    
	if(a > b) {
    
     ... }
}

再上述代码中,如果T的数据类型是像 Person这样的自定义数据类型,也无法正常运行

因此C++为了解决这种问题,提供模板的重载,可以为特定的类型提供具体化的模板


六、基于STL泛化编程的演讲比赛


七、C++实战项目机房预约管理系统


学习产出:

1、github 啃STL简化项目,能够自己实现STL相关项目
2、做一个微信小程序,具体功能暂定

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