C++ 泛型程式設計如何幫助提高程式碼可讀性？

C++ 泛型程式設計：通往程式碼可讀性之途

泛型程式設計是指在程式碼中使用類型參數，允許編寫可處理各種數據類型的函數和類別。它透過抽象化通用邏輯，來提高程式碼的可讀性和可維護性。

模板函數

模板函數的參數可以是任意類型，在編譯時進行實例化。例如，我們可以使用swap 函數來交換兩個值：

template<typename T>
void swap(T& a, T& b) {
  T tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

此函數可以用於任何類型的數據，如下所示：

int a = 1;
int b = 2;
swap(a, b);  // a 现在为 2，b 现在为 1

模板類別

模板類別可以建立可儲存不同類型資料的物件。例如，我們可以使用Vector 類別來表示一個可變數組：

template<typename T>
class Vector {
  private:
    T* data;
    int size;

  public:
    Vector() : size(0), data(nullptr) {}
    ~Vector() { delete[] data; }

    void push_back(const T& value) { ... }
    void pop_back() { ... }
    T& operator[](int index) { ... }
};

此類可用於儲存任何類型的數據，如下所示：

Vector<int> numbers;
numbers.push_back(1);
numbers.push_back(2);

Vector<std::string> names;
names.push_back("Alice");
names.push_back("Bob");

實戰案例

在實際開發中，泛型程式設計廣泛應用於：

• 資料結構： 泛型資料結構（例如std::vector 和std::map）允許以統一的方式處理不同類型的資料。
• 演算法： 泛型演算法（例如 std::sort 和 std::find）可套用於任意類型的資料集合。
• 容器： 泛型容器（例如std::function 和std::shared_ptr）允許靈活地儲存和管理不同類型的數據。

優點

使用泛型程式設計可以帶來以下優點：

• 可讀性： 透過抽象化通用邏輯，泛型程式碼更容易理解和維護。
• 可重複使用性： 泛型元件可用來解決廣泛的問題，提高程式碼的重用性。
• 類型安全性： 編譯器強制執行型別安全，確保泛型程式碼不會出現型別錯誤。

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