为什么要有函数模板

前言
C++提供了模板(template)编程的概念。所谓模板，实际上是建立一个通用函数或类，其类内部的类型和函数的形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这种通用的方式称为模板。模板是泛型编程的基础,泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。

为什么要有函数模板

项目需求: 实现多个函数用来返回两个数的最大值，要求能支持char类型、int类型、double类型变量

// demo 15-2.c
#include 
using namespace std;

int Max(int a, int b)
{
	return a>b ? a:b;
}

char Max(char a, char b)
{
	return a>b ? a:b;
}

float Max(float a, float b)
{
	return a>b ? a:b;
}

void main()
{
	//char a = 'c';
	
	int  x = 1;
	int	 y = 2;
	cout<<"max(1, 2) = "<<Max(x, y)<<endl; 

	float a = 2.0;
	float b = 3.0;
  
	cout<<"max(2.0, 3.0) = "<<Max(a, b)<<endl;

	system("pause");
	return ;
}

实际上，以上程序，只需要一个“函数”就可以搞定！

// demo 15-3.c
#include 
using namespace std;
/*
int Max(int a, int b)
{
	return a>b ? a:b;
}

char Max(char a, char b)
{
	return a>b ? a:b;
}

float Max(float a, float b)
{
	return a>b ? a:b;
}
*/

//template 关键字告诉C++编译器 我要开始泛型编程了,请你不要随意报错
//T - 参数化数据类型
template <typename T>
T Max(T a, T b){
	return a>b ? a:b;
}

/*如果T 使用int 类型调用,相当于调用下面这个函数
int Max(int a, int b)
{
	return a>b ? a:b;
}
*/


void main()
{
	//char a = 'c';
	
	int  x = 1;
	int	 y = 2;
	cout<<"max(1, 2) = "<<Max(x, y)<<endl; //实现参数类型的自动推导
	cout<<"max(1, 2) = "<<Max<int>(x,y)<<endl;//显示类型调用

	float a = 2.0;
	float b = 3.0;
  
	cout<<"max(2.0, 3.0) = "<<Max(a, b)<<endl;

	system("pause");
	return ;
}

函数模板语法

1. 所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这个通用函数就称为函数模板。凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型，从而实现了不同函数的功能。

函数模板定义形式
由以下三部分组成： 模板说明 + 函数定义 + 函数模板调用

template < 类型形式参数表 >
类型 函数名 (形式参数表)
{
//语句序列
}

1. 模板说明
   template < 类型形式参数表 >
   类型形式参数的形式：
   typename T1 , typename T2 , …… , typename Tn
   或 class T1 , class T2 , …… , class Tn
   (注：typename 和 class 的效果完全等同)

2. 函数定义
   类型 函数名 (形式参数表)
   {
   }
   注意：模板说明的类属参数必须在函数定义中出现一次
   函数参数表中可以使用类属类型参数，也可以使用一般类型参数

3. 函数模板调用
   max(a, b); //显式类型调用
   max(a, b); //自动数据类型推导

4. 模板函数

函数模板和函数重载

// demo 15-4.c
#include 
using namespace std;

template <typename T>
void Swap(T &a, T &b){
	T t;
	t = a;
	a = b;
	b = t;
	cout<<"Swap 模板函数被调用了"<<endl;
}

/*
void Swap(char &a, int &b){
	int  t;
	t = a;
	a = b;
	b = t;
	cout<<"Swap 普通函数被调用了"<

void main(void){
	char cNum = 'c';
	int iNum = 65;

	//第一种情况，模板函数和普通函数并存,参数类型和普通重载函数更匹配
	//调用普通函数
	//Swap(cNum, iNum);

	//第二种情况  不存在普通函数，函数模板会隐式数据类型转换嘛？
	//结论：不提供隐式的数据类型转换,必须是严格的匹配
	//Swap(cNum, iNum);

	system("pause");
	return ;
}

函数模板和普通函数区别结论：
两者允许并存
函数模板不允许自动类型转化
普通函数能够进行自动类型转换

// demo 15-5.c
#include 

using namespace std;

//第一版
int Max(int a, int b)
{
	cout<<"调用 int Max(int a, int b)"<<endl;
	return a>b ? a:b;
}

template<typename T>
T Max(T a, T b)
{
	cout<<"调用 T Max(T a, T b)"<<endl;
	return a>b ? a:b;
}

template <typename T>
T Max(T a, T b, T c){
	cout<<"调用 T Max(T a, T b, T c)"<<endl;
	return Max(Max(a, b), c);
}

//第二版
int Max1(int a, int b)
{
	cout<<"调用 int Max(int a, int b)"<<endl;
	return a>b ? a:b;
}

template<typename T1, typename T2>
T1 Max1(T1 a, T2 b)
{
	cout<<"调用 T Max1(T1 a, T2 b)"<<endl;
	return a>b ? a:b;
}


void main(void){
	int a = 1;
	int b = 2;

	//当函数模板和普通函数都符合调用时,优先选择普通函数
	//cout<<"Max(a, b)"<

	//如果显式的使用函数模板,则使用<> 类型列表
	//Max<>(a, b);

	char c = 'a';
	//如果函数模板会产生更好的匹配，使用函数模板
	//Max1(c, a);
	//Max(1.0, 2.0);

	Max(3.0, 4.0, 5.0);

	system("pause");
	return ;
}

函数模板和普通函数在一起，调用规则：
1 函数模板可以像普通函数一样被重载
2 C++编译器优先考虑普通函数
3 如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
4 可以通过空模板实参列表的语法限定编译器只通过模板匹配