C++ 模板与继承的区别

在本文中，我们将讨论 C++ 中模板和继承之间的区别。在讨论它们之间的区别之前，我们必须了解模板和继承及其特性和局限性。

什么是模板？

模板是函数或类的蓝图或结构。使用迭代器和算法的库容器是模板开发的泛型编程。

例如，一家软件公司需要为不同的 数据类型 编写 sort() 函数。与其编写和维护多个代码，不如编写一个合适的 sort() 函数并将数据类型作为参数传递。

模板是 C++ 中一项非常强大且广泛使用的技术，它实现了通用程序的编写。它允许我们定义通用函数和类。这是泛型编程，程序员不必为各种参数编写相同的函数或方法。

模板提供了坚实的基础。它减少了冗余，从而实现了通用函数和类的可扩展性。使用 C++ 中的模板，程序员不必为多种类型编写相同的容器或函数。程序员唯一需要做的就是将该类型作为参数传递。

模板的特性

模板的几个特性如下：

1. 通用编程：模板允许通用 函数 和 类 与任何数据类型一起工作。它有助于代码重用并大大减少冗余。
2. 模板声明：模板由 template 关键字声明。它们可以是类型参数（使用 type name 或 class）或非类型参数。
3. 模板参数类型
   
   1. 类型参数：这些定义了一个占位符类型，该类型将在类型实例化时被替换。
   2. 非类型参数：这些可以是任何编译时常量，例如整数或 指针，这使得模板更加灵活。
4. 复杂性和可读性：模板的错误消息很难理解。

模板的局限性

模板的几个局限性如下：

• 冗长的错误消息：在模板错误的情况下提供的诊断可能很复杂，有时会提供无意义的消息，尤其是在复杂模板的情况下。
• 代码膨胀：如果一个模板被实例化以适应多种不同类型，最终的二进制文件可能会占用大量空间。
• 无运行时多态：对于模板，它几乎提供了编译时多态，但不支持任何运行时多态，因为运行时多态是通过继承和虚函数实现的。

什么是继承？

在继承中，一个对象会自动从另一个父对象获取一些属性和行为。通过继承，我们可以重用、扩展和修改父类中定义的属性和行为。继承允许根据另一个类来定义类，从而简化应用程序的创建和维护。它还提供了重用代码功能的可能性，从而加快了实现速度。

无需从头开始创建所有新的数据成员和函数。相反，它们可以声明新类应继承预定义基类中的成员。这个基类称为基类，新类称为派生类。

C++ 中的继承类型

C++ 中的继承是一种机制，通过该机制，派生类可以接管基类的不同属性和行为。

有五种主要的继承类型：

• 单重继承：定义为类只有一个基类。
• 多重继承：定义为类有多个基类。
• 多级继承：定义为新基类派生自其他派生类。
• 分层继承：从一个基类派生出多个不同的派生类。
• 混合继承：其他继承类型的组合，如多重继承和多级继承。

访问说明符可以是 public、protected 或 private，它决定了类中的成员 变量 在派生类中如何被访问。

继承的特性

继承的几个特性如下：

1. 代码可重用性：它提供了可重用性，任何派生类都可以使用和扩展基类提供的功能（无需在其中编写任何内容）。
2. 分层分类：它提供了类的分层分类，以便可以轻松地排列和维护相关类。例如，类层次结构可以表示一类对象（例如，动物、哺乳动物、狗）。
3. 访问控制：继承提供了为基类成员本身指定访问控制的方法。访问说明符（public、protected 和 private）提供了确定派生类如何访问基类成员的方法。
   
   1. 公有继承：公有和保护成员在派生类中是可访问的。
   2. 保护继承：公有和保护成员在派生类中成为保护成员。
   3. 私有继承：公有和保护成员在派生类中成为私有成员。
4. 构造函数和析构函数：基类的构造函数总是先被调用，然后才构造派生类，这确保了正确的初始化。它们的析构顺序与它们的构造顺序相反。

当虚基类具有虚析构函数时，派生类的析构函数会在基类指针调用 delete 时被调用。

模板和继承之间的主要区别

C++ 中的模板和继承之间存在几个主要区别。一些主要区别如下：

结论

总之，C++ 中的模板和继承都扮演着重要角色，具有不同的目的，但相似之处在于它们都允许代码的重用和组织。模板支持通用编程，使函数和类能够处理任何数据类型，这减少了冗余并提高了灵活性，因此特别适用于类似逻辑应用于多种类型的场景。相比之下，继承在类之间建立系统化的关系，支持重用和扩展现有功能；这种分层组织也有助于代码的维护。通过学习这些部分中各种功能的用法，程序员可以致力于使用代码模板和继承来提供健壮、可扩展、可维护的 C++ 应用程序。