71.函数模板

        函数模板是C++中一种通用编程技术，允许编写可以适用于多种数据类型的函数，而无需为每种数据类型编写不同的函数。函数模板通过参数化类型来实现通用性，可以在不同情况下自动生成具体的函数代码。

目录

1.函数模板的定义

2.函数模板的使用 

3.函数模板与普通函数

4.函数模板的局限性 

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1.函数模板的定义

函数模板以 template 关键字开始，后面跟着尖括号（<>），其中包含一个或多个类型参数。

template 
T myMax(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

        如果我需要再对两个float类型的变量进⾏交换，是不是还需要再写⼀个函数呢？需要交换的变量的类型越多，我就越需要写更多的重复的函数，而且⼀旦需求变更了，交换的逻辑需要做⼀些小小的改变。那么每⼀个函数我都得修改⼀下，非常的复杂
        我如果能够设计⼀个通用的函数，能够把类型当作参数传递到这个函数中，就可以简化很多很多的⼯作了！这就是函数模板！ 

// 需求：我想要设计⼀个函数，实现两个int变量的值的交换
void mySwap(int& a, int& b) {
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}
// 需求：我想要设计⼀个函数，实现两个double变量的值的交换
void mySwap(double& a, double& b) {
  double tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}
template
void mySwap(T& a, T& b) {
  T tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

2.函数模板的使用 

template
void mySwap(T& a, T& b) {
  T tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}
int main() {
  int a = 10, b = 20;
  double x = 3.14, y = 0.99;
  // 1. 显式指定类型
  mySwap(a, b);
  // 2. 可以⾃动根据实参的类型进⾏推导
  mySwap(a, b);    // 这⾥调⽤的mySwap中，类型T被推导为int类型
  mySwap(x, y);    // 这⾥调⽤的mySwap中，类型T被推导为double类型
  // 注意事项: 类型推导的时候，需要保证⼀致性。不满⾜⼀致性⽆法推导。
  // 例如 mySwap(a, y);  
  // 第⼀个实参a是int类型，推导T的类型为int；第⼆个实参y是double类型，推导T的类型为double；
不⼀致
  return 0;
}

3.函数模板与普通函数

        在以下示例中，add 函数模板可以处理 int 和 double 类型的参数，而普通函数 add 仅能处理 int 类型参数。函数模板实现了更广泛的通用性和类型安全性。

// 函数模板
template 
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

// 普通函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int x = 5, y = 10;
    double p = 3.14, q = 2.71;

    int result1 = add(x, y); // 调用普通函数
    double result2 = add(p, q); // 调用函数模板

    return 0;
}

4.函数模板的局限性 

函数模板虽然很通用，但并不是万能的，有的时候也会出现不适配的情况。

template
bool compare(const T& t1, const T& t2) {
  return t1 > t2;
}

        对于上述的模板函数来说，如果是比较整形、浮点型甚至字符型的数据是没有问题的。可是如果我们设置为person类呢？两个person对象无法进行大小比较，这里也就自然的出现了问题。

 那么如何解决这样的问题呢？
1. 重载运算符，重载>运算符。
2. 通过函数模板的重载来解决。

        函数模板的重载，就是为了解决特定类型的对象的问题，通过函数模板的重载，可以为这些特定的数据类型提供具像化的模板。

class Person {
public:
  int age;
};
template
bool compare(const T& t1, const T& t2) {
  return t1 > t2;
}
template<>
bool compare(const Person& p1, const Person& p2) {
  return p1.age > p2.age;
}
int main() {
  Person p1;
  p1.age = 15;
  Person p2;
  p2.age = 12;
  cout << compare(p1, p2) << endl;
  return 0;
}

        由于我们在特化的 compare 函数中定义了如何比较两个 Person 对象的年龄属性，因此在 main 函数中调用 compare(p1, p2) 时，实际上是调用了特化版本的 compare 函数，返回的结果是根据年龄比较的结果。