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c++：模版 template

news 来源：原创 2025/5/13 8:09:56

一、模版

1.格式：

template <typname T>

2.实现

2.1自动推导

模板只对紧跟在后面的第一行代码有效，如果后面还想定义模板函数需要重新定义模板

#include <iostream>
#include <string>template <typename T>
void Print(T value)
{std::cout << value << std::endl;
}template <typename T>
T add(T a, T b)
{T ret;ret = a + b;return ret;
}int main()
{Print(5);Print("hello");
}

2.2手动显性调用

何时需要手动显性调用模板：

无法通过函数的参数，推导出所有的模板类型

显性调用模板函数的格式：

函数名<数据类型1，数据类型2，.......>（参数);

二、STL

1.std::vector

创建迭代器

std::vector<int>::iterator it;

#includevector

本身会进行二倍扩容(再插入一个元素，原有的容量不够存就会进行二倍扩容)

1、bool empty(); 如果当前vector没有容纳任何元素,则empty()函数返回true,否则返回false 2、TYPE front(); front()函数返回当前vector起始元素的引用

3、TYPE back(); back() 函数返回当前vector最末一个元素的引用

4、void assign( size_type num, const TYPE &val ); 赋num个值为val的元素到vector中.这个函数将会清除掉为vector赋值以前的内容.

5、TYPE at( size_type loc ); at() 函数返回当前Vector指定位置loc的元素的引用.

6、iterator begin(); begin()函数返回一个指向当前vector起始元素的迭代器.(理解为指向起始元素的指针)

7、iterator end(); end() 函数返回一个指向当前vector末尾元素的下一位置的迭代器.

8、size_type size(); size() 函数返回当前vector所容纳元素的数目

9、size_type capacity(); capacity() 函数返回当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量

10、void push_back(const TYPE &val ); push_back()添加值为val的元素到当前vector末尾 11.std::vector的reserve()函数用于预留足够的空间以存储至少指定数量的元素。然而，这并不意味着 vector的大小（即包含的元素数量）会增加；它仅仅增加了vector的容量（capacity），即在不进行内存重新分配的情况下可以存储的元素数量。

push_back（）：一次只能添加一个数值

push_back()：需要传入一个已经构造好的对象，该对象会被复制或移动到容器的末尾。如果传入的是右值（临时对象），则可能会调用移动构造函数来避免复制。
emplace_back()：直接在容器的末尾构造新元素，无需先构造一个临时对象再复制或移动到容器中。它接受构造新元素所需的参数，并在容器内部使用这些参数直接构造元素。

1.1实例

#include <iostream>
#include <vector>class Vertex
{
public:float x, y, z;
};
std::ostream &operator<<(std::ostream &stream, const Vertex &vertex)
{stream << vertex.x << "," << vertex.y << "," << vertex.z;return stream;
}int main()
{std::vector<Vertex> v1;v1.push_back({1});v1.push_back({2, 3, 4});for (int i = 0; i < v1.size(); i++){std::cout << v1[i] << std::endl;}
}

定义了一个int类型实现vector类型容器的迭代器

for (int &v : v1)中如果还要隔一个输出的话，还需要引入一个count变量来控制

#include <iostream>
#include <vector>int main()
{std::vector<int> v1(5, 5);v1.at(2) = 6;v1.push_back(12);// for (int &v : v1)//     std::cout << v << std::endl;std::vector<int>::iterator it;for (it = v1.begin(); it != v1.end(); it++){std::cout << *it << std::endl;}
}

#include <iostream>
#include <vector>int main()
{std::vector<int> v1(5, 5);v1.at(2) = 6;v1.push_back(12);int cout = 0;for (int &v : v1){if (cout % 2 == 0)std::cout << v << std::endl;cout++;}// std::vector<int>::iterator it;// for (it = v1.begin(); it != v1.end(); it++)// {//     std::cout << *it << std::endl;// }
}

#include <iostream>
#include <vector>class Vertex
{
public:float x, y, z;Vertex(float x, float y, float z) : x(x), y(y), z(z){}
};
std::ostream &operator<<(std::ostream &stream, const Vertex &vertex)
{stream << vertex.x << "," << vertex.y << "," << vertex.z;return stream;
}int main()
{std::vector<Vertex> v1;v1.reserve(3);v1.push_back(Vertex(1, 2, 3)); // 显式调用v1.push_back({4, 5, 6});       // 隐式调用v1.emplace_back(7, 8, 9);for (int i = 0; i < v1.size(); i++){std::cout << v1[i] << std::endl;}
}

2.std::array概述

2.1固定大小

std::array的大小在编译的时候就固定好了，一旦创建好了，就不能改变

2.2标准库的集成

它是标准库的一部分，begin（),end(),size(),empty()等函数都是可以使用的

2.3.实例

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>void PrintArray(const std::array<int, 5> &data)
{for (int i = 0; i < data.size(); i++){std::cout << data[i] << std::endl;}
}int main()
{std::array<int, 5> data;data[0] = 1;data[1] = 8;data[2] = 6;data[3] = 4;data[4] = 3;std::sort(data.begin(), data.end());PrintArray(data);
}

若在定义void PrintArray(const std::array &data)时不想写死array数组的大小,可以使用模版，通过T来定义data的类型

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>template <typename T>
void PrintArray(T &data)
{for (int i = 0; i < data.size(); i++){std::cout << data[i] << std::endl;}
}int main()
{std::array<int, 5> data;data[0] = 1;data[1] = 8;data[2] = 6;data[3] = 4;data[4] = 3;std::sort(data.begin(), data.end());PrintArray(data);
}

3.std::vector和std::array的区别

3.1、内存管理和大小固定性

std::vector：

动态数组:std::vector是一个动态数组，其大小可以在运行时改变。
内存分配:它管理一个动态分配的数组，用于存储元素。随着元素的增加或删除，std::vector 可以自动调整其大小。
性能开销:当 std::vector 的大小改变时(尤其是增长时)，可能需要重新分配更大的内存块，并将旧元素复制到新位置，这会有一定的性能开销。

std::array：

固定大小数组:std::array 是 C++11 中引入的固定大小的容器。其大小在编译时就必须确定，并且之后不能改变。
内存分配:std::array 的内存分配在栈上，因此其访问速度通常比 std::vector 快，因为它没有动态内存分配的开销。
大小固定:由于大小固定，std::array在编译时就能确定所需的内存空间，这有助于优化性能。

3.2、性能

std::vector：由于其大小可以动态改变，因此在需要频繁调整容器大小时会有一定的性能开销。然而，对于大多数应用场景来说，这种开销是可以接受的，并且 std::vector 提供了灵活性和方便性。
std::array：由于其大小固定且内存分配在编译时确定，因此 std::array 通常具有更好的性能，尤其是在需要频繁访问其元素时。没有动态内存分配的开销，也没有在增加或删除元素时的性能成本。

3.3、功能特性

std::vector：
- 提供了丰富的成员函数，如 push_back()、pop_back()、resize()、insert() 和 erase() 等，用于动态调整容器的大小、插入和删除元素。
- 支持随机访问，可以使用下标运算符 [] 或 at() 函数来访问元素。
- 提供了迭代器接口，可以使用迭代器来遍历容器中的元素。
std::array：
- 由于其大小固定，因此不支持动态调整容器大小的操作如 push_back() 和 pop_back()。
- 提供了与 std::vector 类似的成员函数，如 size()、at()、operator[]、front() 和 back() 等，用于访问和遍历容器中的元素。
- 也可以使用迭代器来遍历容器中的元素，但迭代器类型与 std::vector 的迭代器类型不同。

3.4、使用场景

std::vector：适用于需要动态调整容器大小或不确定最终需要存储多少元素的场景。例如，存储用户输入的字符串、实现动态数组、堆栈和队列等数据结构、以及存储图像的像素值等。
std::array：适用于需要固定大小数组的场景。例如，存储一组常量、实现静态数组、存储颜色的 RGB 值、实现矩阵和张量（在固定大小的情况下）以及实现缓冲区等。

4.std::lists

4.1主要功能

1、bool empty(); empty()函数返回真(true)如果链表为空，否则返回假

2、void push_back( const TYPE &val ); push_back()将val连接到链表的最后

3、void push_front( const TYPE &val ); push_front()函数将val连接到链表的头部。

4、iterator begin(); begin()函数返回一个迭代器，指向list的第一个元素

5、iterator end(); end()函数返回一个迭代器，指向链表的末尾。

6、size_type size(); size()函数返回list中元素的数量。

7、size_type max_size(); max_size()函数返回链表能够储存的元素数目。

8、void swap( list &lst ); swap()函数交换lst和现链表中的元素。

9、void sort(); sort()函数为链表排序，默认是升序

10、iterator insert( iterator pos, const TYPE &val );

insert( iterator pos, size_type num, const TYPE &val );

insert()插入元素val到位置pos，或者插入num个元素val到pos之前，或者插入start到end之间的元素到pos的位置。返回值是一个迭代器，指向被插入的元素。

11、reverse（）逆置链表

#include <iostream>
#include <list>int main()
{std::list<int> l1;l1.push_back(0);l1.push_back(1);l1.push_back(2);std::list<int>::iterator it;for (it = l1.begin(); it != l1.end(); it++){std::cout << *it << std::endl;}l1.reverse();for (it = l1.begin(); it != l1.end(); it++){std::cout << *it << std::endl;}
}

三、智能指针(可以使用STL内的所有成员函数）

1.独占指针（unique_ptr)

1.1、概念

独占指针不能使用拷贝构造、拷贝赋值函数

1.2、实例

#include <iostream>
#include <memory>class Test
{
public:Test(){std::cout << "Test的无参构造" << std::endl;}~Test(){std::cout << "Test的析构构造" << std::endl;}
};
class Demo
{
public:Demo(){std::cout << "Demo的无参构造" << std::endl;}~Demo(){std::cout << "Demo的析构构造" << std::endl;}
};int main()
{std::unique_ptr<Test> p1(new Test);//auto p1=make_unique<Test>();// std::unique_ptr<Demo> p2(p1);//屏蔽了复制语义，不支持拷贝构造std::unique_ptr<Test> p3;// p3 = p1;屏蔽了复制语义，不提供拷贝赋值std::cout << p1.get() << std::endl; // 获取智能指针指向的地址p3 = move(p1);                      // 转移p1的空间所有权给p3p1.release();                       // 只释放空间所有权p3.reset();                         // 释放空间所有权的同时释放资源return 0;
}

在执行了move函数操作之后，将p1的空间所有权转移给p3，但p1的的空间资源仍然存在，等超过p1的作用域之后，p1就会被自动回收

成员函数:

get() ：获取智能指针指向的地址
release() ：释放智能指针对空间的所有权
move()：全局函数，移动(转移)空间的所有权
reset() ：释放空间所有权的同时释放资源

release()和reset()的区别：

reset()会在释放所有权的同时，释放掉堆区资源

release()只会释放空间所有权

2.共享指针（shared_ptr)

1.1概念(更推荐使用第二种)

shared_ptr<int> p {new int (100)};

shared_ptr<int> p = make_shared<int>(100);

1.2使用

允许多个shared_ptr实例指向同一个资源，可以使用拷贝构造，拷贝赋值函数，通过引用技术来追踪有多少个shared_ptr指针，当最后一个指向该自愿的shared_ptr被销毁时，资源才会被释放

std::shared_ptr<int>mySharePtr=make_shared<int>(20); std::shared_ptr<int>myOtherptr=mySharePtr;

成员函数：

可以使用unique_ptr一样的成员函数，在此基础上还多了：

use_count():返回当前指向该对象的shared_ptr实例的数量。

3.两者对比

3.1所有权

unique_ptr：表示独占所有权的智能指针。在任意时刻，只能有一个unique_ptr指向一个给定的资源。当unique_ptr被销毁时，它所管理的资源也会被自动释放。
shared_ptr：表示共享所有权的智能指针。允许多个shared_ptr实例指向同一个资源。它通过引用计数来追踪有多少个shared_ptr指向同一资源，当最后一个指向该资源的shared_ptr被销毁时，资源才会被释放。

3.2内存管理

unique_ptr：使用独占式所有权模型。当unique_ptr离开作用域或被显式销毁时，它所管理的资源会被立即释放。
shared_ptr：使用引用计数来管理内存。当引用计数变为0时（即没有shared_ptr指向该资源时），资源才会被释放。这允许多个shared_ptr实例共享同一个资源，而无需担心内存泄漏。

3.3性能

unique_ptr：由于不需要维护引用计数，因此通常比shared_ptr具有更好的性能。
shared_ptr：需要维护引用计数，这可能会引入一些性能开销。然而，在多线程环境下，shared_ptr提供了原子操作来维护引用计数，从而保证了线程安全。

3.4拷贝和赋值

unique_ptr：不支持拷贝和赋值操作。这是因为unique_ptr是独占所有权的，如果允许拷贝和赋值，将会破坏其独占性。然而，unique_ptr支持通过std::move进行所有权转移。
shared_ptr：支持拷贝和赋值操作。这是因为shared_ptr是共享所有权的，拷贝和赋值操作只会增加或减少引用计数，而不会改变资源的所有权。

3.5应用场景

unique_ptr：适用于需要独占资源的场景。例如，管理文件句柄、数据库连接等。在这些场景中，确保资源在任何时刻都只能被一个所有者访问是非常重要的。
shared_ptr：适用于需要共享资源的场景。例如，多个对象需要访问同一块内存或同一个数据结构时。使用shared_ptr可以方便地实现资源的共享和自动释放。

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Postman设置接口关联，实现参数化

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编程日记 2025/5/5 17:53:55

ORACLE之DBA常用数据库查询

数据库信息数据库概要select a.name "DB Name", e.global_name "Global Name", c.host_name "Host Name", c.instance_name "Instance Name" , DECODE(c.logins,RESTRICTED,YES,NO) "Restricted Mo…...

编程日记 2025/5/5 1:42:49

C++之C++11新特性（三）--- 智能指针

目录一、智能指针 1.1 为什么需要智能指针 1.2 内存泄漏 1.2.1 内存泄漏的基本概念 1.2.2 内存泄漏的分类 1.2.3 如何避免内存泄漏 1.3 智能指针的使用及其原理 1.3.1 RAII 1.3.2 智能指针的基本原理 1.3.3 auto_ptr 1.3.4 unique_ptr 1.3.5 shared_ptr 1.3.6 sha…...

编程日记 2025/5/7 21:25:25

12 设计模式之工厂方法模式

一、什么是工厂方法模式？ 1.定义在软件开发中，设计模式是解决常见软件设计问题的最佳实践。而工厂方法模式（Factory Method Pattern） 作为创建型设计模式之一，常常被用来解决对象创建问题。它通过将对象的创建交给…...

编程日记 2025/5/8 0:03:08

Python 自动化办公的 10 大脚本

大家好，我是你们的 Python 讲师！今天我们将讨论 10 个实用的 Python 自动化办公脚本。这些脚本可以帮助你简化日常工作，提高效率。无论是处理 Excel 文件、发送邮件，还是自动化网页操作，Python 都能派上用场。 1. 批量…...

编程日记 2025/5/5 2:29:02

十一、快速入门go语言之接口和反射

文章目录接口:one: 接口基础:two: 接口类型断言和空接口:star2: 空接口实现存储不同数据类型的切片/数组:star2: 复制切片到空接口切片:star2: 类型断言反射 📅 2024年5月9日 📦 使用版本为1.21.5 接口十、Java类的封装和继承、多态 - 七点半的菜市…...

编程日记 2025/5/9 3:05:34

Python中字符串和正则表达式

Python中字符串和正则表达式在Python编程中，字符串是最常用的数据类型之一。字符串用于表示文本数据，而正则表达式则是一种强大的工具，用于处理和匹配字符串中的模式。本文将介绍Python中的字符串操作、字符串格式化以及如何使用正则表达式…...

编程日记 2025/5/12 14:39:07

力扣刷题TOP101：8.BM10 两个链表的第一个公共结点

目录： 目的思路复杂度记忆秘诀 python代码目的两个无环的单向链表，它们的第一个公共结点{{6,7}。思路这个任务是找到两个链表的第一个公共结点。可以看作两个心机boy偷偷补课翻车事件。平时嘴上说自己在家玩游戏，实际上背地里都偷…...

编程日记 2025/5/5 7:51:37

⽂件操作详解

⽬录一文件操作的引入 1 为什么使⽤⽂件？ 2 什么是⽂件？ 3 文件分类（1 从⽂件功能的⻆度来分类：程序⽂件/数据⽂件 2根据数据的组织形式：为⽂本⽂件/⼆进制⽂件） 二⽂件的打开和关闭 1 …...

编程日记 2025/5/11 8:18:17

UR开始打中国牌，重磅发布国产化协作机器人UR7e 和 UR12e

近日，优傲（UR）机器人公司立足中国市场需求，重磅推出UR7e和UR12e 两款本地化协作机器人。它们延续优傲（UR）一以贯之的高品质与性能特质，着重优化负载自重比，且在价格层面具竞争力&…...

编程日记 2025/5/6 15:33:00

PostgreSQL实现透视表查询

PostgreSQL 8.3版本发布时，引入了一个名为tablefunc的新扩展。这个扩展提供了一组非常有趣的函数。其中之一是交叉表函数，用于创建数据透视表。这就是我们将在本文中讨论的内容。需求说明解释此函数如何工作的最简单方法是使用带有数据透视表的示例…...

编程日记 2025/5/11 18:02:43

C#里怎么样使用Array.BinarySearch函数？

C#里怎么样使用Array.BinarySearch函数？因为二分算法如此重要，所以要多加练习。但是它的返回值，也有三种状态，导致很多人使用它的时候，也感觉到迷惑的。在这里的例子演示了三种返回值的使用： /** C# Program to Search an element with Array Indices*/ using …...

编程日记 2025/5/9 18:23:07

量化交易系统开发-实时行情自动化交易-8.5.VNPY平台

19年创业做过一年的量化交易但没有成功，作为交易系统的开发人员积累了一些经验，最近想重新研究交易系统，一边整理一边写出来一些思考供大家参考，也希望跟做量化的朋友有更多的交流和合作。接下来会对于VNPY平台介绍。 VN.PY 是…...

编程日记 2025/5/5 17:54:03

分治算法中的主定理及其应用

引言学习递归算法的时候，找到了用来计算算法复杂度的主定理。问大语言模型，发现回答的主定理描述有所不同。本文比较了两个不同版本中表述的差异。并给出一些例子用来计算分治递归类算法的复杂度。主定理的不同版本版本1 在《算法导论》第三版第四…...

编程日记 2025/5/6 10:29:14