C++提高1：函数模板的基本用法与注意事项

这个博客是关于一些模板的知识。在C++的提高中，我要用一些篇幅来讲述一下模板的相关知识。
话不多说，直接开始。

1、函数模板的基本用法

模板的概念：

模板就是建立通用的模具，通过模板可以大大提高代码的复用性

模板的特点：

• 1.模板不可以直接使用，它只是一个框架
• 2.模板的通用并不是万能

模板的应用体现了C++的泛型编程编程思想。

函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

解释一下，比如一个函数的声明

void func(int a)

模板就是，不用具体写出函数的返回值(void),也不用具体写出形参的类型(int a)，使用的时候再去具体的要求它。这就叫用虚拟的类型来表示。而返回值和形参类型怎么办呢？我们可以用“T”来表示。先虚拟出来一个函数，具体使用的时候，再去把返回值T定义为void等形式，形参列表T定义为int、string、float等类型。
语法：

template<typename T>

解释：

• template — 声明创建模板
• typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
• T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

我们直接上代码
首先先用传统的函数声明定义来进行两个数的交换，代码放在下边。

#include
using namespace std;
void swapInt(int & a,int & b)//使用引用，直接交换本体。
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
void swapFloat(double & a,double & b)
{
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	cout << "交换前的a=  " << a << "  ，  " << "交换前的b=  " << b << endl;
	swapInt(a, b);
	cout << "交换后的a=  " << a << "  ，  " << "交换后的b=  " << b << endl;
	cout << "---------------------------------------------" << endl;
	double c = 10.2;
	double d = 15.8;
	cout << "交换前的c=  " << c << "  ，  " << "交换前的d=  " << d << endl;
	swapFloat(c, d);
	cout << "交换后的c=  " << c << "  ，  " << "交换后的d=  " << d << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

显示一下结果

交换前的a=  10  ，  交换前的b=  20
交换后的a=  20  ，  交换后的b=  10
---------------------------------------------
交换前的c=  10.2  ，  交换前的d=  15.8
交换后的c=  15.8  ，  交换后的d=  10.2
请按任意键继续. . .

我们发现，想实现两个数的交换，不同的数据类型需要不同的函数实现，这就造成了代码的冗余。怎么才能提高代码的复用性呢？
通过观察，这两个函数是有相通性的。逻辑非常类似，只是函数的返回值和形参不同。
基于此，我们引入了模板。

#include
using namespace std;
plate<typename T>
//1.typename可以用class来代替
//2.声明一个模板，告诉编译器后边的T不要报错，因为他是一个通用的数据类型。
void mySwap(T & num1, T & num2)
{
	T temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	cout << "交换前的a=  " << a << "  ，  " << "交换前的b=  " << b << endl;
	//利用模板实现交换
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);
	cout << "交换后的a=  " << a << "  ，  " << "交换后的b=  " << b << endl;
	cout << "---------------------------------------------" << endl;
	double c = 1.1;
	double d = 2.2;
	cout << "交换前的c=  " << c << "  ，  " << "交换前的d=  " << d << endl;
	//2、显示指定类型
	mySwap<double>(c, d);
	cout << "交换后的c=  " << c << "  ，  " << "交换后的d=  " << d << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

是不是代码的复写性提高了不少。只用了一个模板就统一了上边代码段两个函数。

总结：

• 函数模板利用关键字 template
• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

2、函数模板的注意事项

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
  直接上代码：

#include
using namespace std;
template<typename T>
//1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void mySwap(T & num1, T & num2)
{
	T temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;
}
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	mySwap(a, b);//正确！
	char c= 'c';
	// mySwap(a, c);  //错误
}


// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<typename T>
void func()
{
	cout << "func 调用" << endl;
}
void test02()
{
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

• 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型