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模板库和泛型库在 C++ 泛型编程中的作用？

王林

发布： 2024-04-24 16:54:02

原创

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模板库和泛型库通过允许数据类型参数化和提供预定义的模板来实现泛型编程，提高了代码的可复用性和灵活性，包括：模板库：提供模板声明机制，创建根据数据类型参数化的类型或函数，例如 std::vector 模板容器。泛型库：提供预定义的模板函数和类型，可执行常见任务，例如 std::sort 泛型函数用于对元素进行排序。

模板库和泛型库在 C++ 泛型编程中的作用？

模板库和泛型库在 C++ 泛型编程中的作用

概述

C++ 中的泛型编程允许开发针对各种数据类型工作的代码，提高代码的可复用性和灵活性。模板库和泛型库是实现泛型编程的关键组件。

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模板库

模板库提供声明模板的机制，允许您创建根据数据类型参数化类型或函数。例如，std::vector 是一个模板容器，接受一个类型参数来存储元素。

代码示例：

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#include <vector>

// 定义存储整数的模板向量
template <typename T>
using IntVector = std::vector<T>;

// 创建一个存储整数的向量
IntVector<int> myVector;
myVector.push_back(10);

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泛型库

泛型库提供预定义的模板函数和类型，可用于执行各种常见任务。例如，std::sort 是一个接受比较函数的泛型函数，用于对元素进行排序。

代码示例：

#include <algorithm>

// 比较函数
int compare(const int& a, const int& b) {
  return a > b;
}

// 对向量进行降序排序
std::sort(myVector.begin(), myVector.end(), compare);

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实战案例

考虑以下矩阵相乘问题：

A = [[1, 2], [3, 4]]
B = [[5, 6], [7, 8]]
C = A * B = [[19, 22], [43, 50]]

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使用泛型编程，我们可以创建一个模板函数来执行矩阵相乘，该函数可以针对任何元素类型工作。

#include <vector>

// 矩阵相乘模板函数
template <typename T>
std::vector<std::vector<T>> matrixMultiply(const std::vector<std::vector<T>>& a, const std::vector<std::vector<T>>& b) {
  int m = a.size(), n = a[0].size(), p = b[0].size();
  std::vector<std::vector<T>> c(m, std::vector<T>(p, 0));

  for (int i = 0; i < m; i++) {
    for (int j = 0; j < p; j++) {
      for (int k = 0; k < n; k++) {
        c[i][j] += a[i][k] * b[k][j];
      }
    }
  }

  return c;
}

// 矩阵相乘实战
auto c = matrixMultiply(a, b);

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