C++ 泛型编程示例

以下来自“5月预报”里提到的那篇文章 文中这里要实现一个遍历算法的泛型。

文章说：
使用模板技术来抽象类型，这样可以写出与类型无关的数据结构(数据容器)。
使用一个迭代器来遍历或是操作数据结构内的元素。
C 语言的代码：

/**
 * @brief 遍历数组a[size] 查找是否存在target 不存在返回-1
 * 
 * @param a 查找的数组地址
 * @param size 查找的数组大小
 * @param target 查找匹配的对象
 * @param elem_size 查找的每个元素大小
 * @param cmpFn 比对数组元素与target是否相同 相同返回1
 * @return int 查找到的第一个匹配的元素下标，或-1
 */
int search(void* a, size_t size, void* target, 
           size_t elem_size, int(*cmpFn)(void*, void*) )
{
    for(int i=0; i<size; i++) { // 遍历
        if ( cmpFn (a + elem_size * i, target) == 0 ) 
            return i;
    }
    return -1;
}

C++泛型版的代码：

/**
    * @brief 遍历T类型的数组(始末地址 pStart/pEnd)
    *          找到target后返回指向它的指针
    * 
    * @tparam T 模板类 代表各种“类型”
    * @tparam Iter “迭代器”  是一种类似于指针的存在
    * @param pStart 数组起始位置的指针
    * @param pEnd  数组结束位的指针
    * @param target 查找匹配的对象
    * @return Iter 指向数组中target的指针 或NULL
    */
template<typename T, typename Iter>
Iter search(Iter pStart, Iter pEnd, T target) 
{
    for(Iter p = pStart; p != pEnd; p++) {  // p++需要Iter模板自行实现
        if ( *p == target )                 // *p需要Iter模板自行实现
            return p;
    }
    return NULL;
}

在 C++ 的泛型版本中，我们可以看到：
使用typename T抽象了数据结构中存储数据的类型。
使用typename Iter，这是不同的数据结构需要自己实现的“迭代器”，由 STL迭代器 基础篇 一文，可知Iter用于 为使用了不同底层实现的STL容器提供统一的遍历接口。

然后，我们对数据容器的遍历使用了Iter中的++方法，这是数据容器需要重载的操作符，这样通过操作符重载也就使遍历操作泛型化。 例如使用 vector::iterator t 可以直接像使用指针t一样遍历vector，而不需要关注vector的实现；底层对链表的访问和数组的访问操作是不同的，但是调用时都可以”++t”去递增。

函数的入参中，pStart和pEnd表示遍历的起止。

函数体中，Iter来取得这个“指针”的内容，即“去引用”。这也是通过重载 * 操作符来实现的*。

当然，你可能会问，为什么我们不用标准接口Iter.Next()取代++， 用Iter.GetValue()来取代*，而是通过重载操作符？ 其实是为了兼容原有 C 语言的编程习惯。