C++编程——函数模板
文章目录
- 1 函数模板语法
- 2 函数模板注意事项
- 3 函模模板案例
- 4 普通函数与函数模板的区别
- 5 普通函数与函数模板的调用规则
- 6 模板的局限性
模板就是建立通用的模具，大大提高复用性
模板的特点：
- 模板不介意直接使用，它只是一个框架
- 模板的通用并不是万能的
C++另一种编程思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制：函数模板和类模板
本文介绍的是函数模型的知识
1 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
语法：
template<typename T>
函数声明或者定义
解释：
template声明创建模板
typename表示其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T是通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母
示例：
假设有这么一个场景，想要实现两个数的交换，代码如下：
//两个整型交换的函数
void swapInt(int &a, int &b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//两个浮点型交换的函数
void swapDouble(double &a, double &b)
{
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
swapInt(a, b);
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
double c = 30;
double d = 40;
swapDouble(c, d);
cout << "c = " << c << endl;
cout << "d = " << d << endl;
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
如果按照上面的这种写法，每一个数据类型，都要写一个交换的函数。但是仔细看不同数据类型中交换函数的代码，其实差异性不是很大。此时，如果利用模板的技术，将大大提高代码的复用性，基于模板技术的代码如下：
//函数模板
template<typename T> //声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟的T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//利用函数模板交换
//两种方式使用函数模板
// 1、自动类型推导
mySwap(a, b);
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
double c = 30;
double d = 40;
// 2、显式指定类型
mySwap<double>(c, d);
cout << "c = " << c << endl;
cout << "d = " << d << endl;
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
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，将参数类型化
2 函数模板注意事项
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
3 函模模板案例
案例描述：
- 利用函数模板封装一个排序函数，可以对不同数据类型数组进行排序
- 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
示例：
#include 4 普通函数与函数模板的区别
普通函数与函数模板的区别：
- 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
- 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
- 函数模板中如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
示例：
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
return a + b;
}
//函数模板
template<class T>
int myAdd02(T a, T b)
{
return a + b;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
cout << myAdd01(a, c) << endl;
//自动类型推导
cout << myAdd02(a, b) << endl;
//cout << myAdd02(a, c) << endl;会报错，T的类型不一致
//显示指定类型
myAdd02<int>(a, c); //不会报错，会发生隐式类型转换
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
5 普通函数与函数模板的调用规则
调用规则如下：
- 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的是函数模板" << endl;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
myPrint(a, b);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
- 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的是函数模板" << endl;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
myPrint<>(a, b);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
- 函数模板也可以发生重载
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的是函数模板" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b,T c)
{
cout << "调用的是重载的函数模板" << endl;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
myPrint(a, b, 100);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
- 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的是函数模板" << endl;
}
void test01()
{
char c1 = 'a';
char c2 = 'b';
myPrint(c1, c2);
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
6 模板的局限性
局限性：模板的通用并不是万能的
示例1：
template<class T>
void f(T a, T b)
{
a = b;
}
在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了
示例2：
template<class T>
void f(T a, T b)
{
if (a > b)
{
}
}
在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行
因此C++为了解决这种问题，提供了模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板
示例：
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Age = age;
this->m_Name = name;
}
int m_Age;
string m_Name;
};
//对比两个数据是否相等
template<typename T>
bool myCompare(T &a, T &b)
{
if (a == b)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//利用具体化Person的版本实现代码，具体化优点调用
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
if (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Name == p2.m_Name)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void test01()
{
Person a("Tom", 10);
Person b("Tom", 10);
bool ret = myCompare(a, b);
if (ret)
{
cout << "a == b" << endl;
}
else
{
cout << "a != b" << endl;
}
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
如果不写具体化的版本，代码就会报错。原因是出现自定义类型的比较时，编译器无法识别。可以在Person类中重载==运算符的形式来解决问题，但是有些麻烦。所以上述代码采用模板具体化的方式来解决。
总结:
- 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
- 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板
注：本文参考b站黑马程序员C++课程