C++ 函数模板
目录
前言
函数模板的使用
自动类型推导
显示指定类型
函数模板注意事项
自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T
模板必须要确定出T的数据类型
普通函数和函数模板的区别
普通函数与函数模板的调用规则
模板的局限性
具体化
Demo
具体化解决函数模板参数为自定义数据类型
前言
C++中的函数模板是一种通用的编程工具，允许您编写可以适用于不同类型的函数。函数模板是一种将类型参数化的方法，以便在需要时生成特定类型的函数。
函数模板的使用
- 函数模板的声明使用关键字
template来指示它是一个模板，后面跟着模板参数列表。 - 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
- 模板参数列表可以包含一个或多个类型参数，用逗号分隔。
- 在函数声明中，使用模板参数作为函数参数、返回类型或局部变量的类型。
- 函数模板的定义通常放在头文件中。
自动类型推导
//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//利用模板提供通用的交换函数
template
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//swapInt(a, b);
// 利用模板实现交换
// 自动类型推导
mySwap(a, b);
cout << "a = " << a << endl; // 10
cout << "b = " << b << endl; // 20
}
int main() {
test01();
return 0;
} 显示指定类型
//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//利用模板提供通用的交换函数
template
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//swapInt(a, b);
// 利用模板实现交换
// 显示指定类型
mySwap(a, b);
cout << "a = " << a << endl; // 10
cout << "b = " << b << endl; // 20
}
int main() {
test01();
return 0;
} 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化
函数模板注意事项
- 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
自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T
//利用模板提供通用的交换函数
template // typename也可以
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
// 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 test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}
int main() {
test01();
return 0;
} 模板必须要确定出T的数据类型
//利用模板提供通用的交换函数
template // typename也可以
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template
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(); //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（随便给类型都行，因为函数体中没有用到T）
}
int main() {
test02();
return 0;
} 普通函数和函数模板的区别
普通函数与函数模板区别：
- 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
- 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
int myAdd01(int a, int b)
{
return a + b;
}
//函数模板
template
T myAdd02(T a, T b)
{
return a + b;
}
//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
cout << myAdd01(a, c) << endl; // 109 正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型 'c' 对应 ASCII码 99
//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换
myAdd02(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}
int main() {
test01();
return 0;
} 建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T
普通函数与函数模板的调用规则
- 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
- 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
- 函数模板也可以发生重载
- 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性
// 普通函数
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
// 函数模板1
template
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用函数模板" << endl;
}
// 函数模板2
template
void myPrint(T a, T b, T c)
{
cout << "调用重载的函数模板" << endl;
}
void test01()
{
// 1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
// 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
int a = 10;
int b = 20;
myPrint(a, b); //调用的普通函数
// 2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板（普通函数和模板函数同时存在时）
myPrint<>(a, b); // 调用函数模板
// 3、函数模板也可以发生重载
int c = 30;
myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板
// 4、如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板（函数模板的形参类型与实参类型符合率高于 普通函数时，会优先调用函数模板）
char c1 = 'a';
char c2 = 'b';
myPrint(c1, c2); // 调用函数模板
}
int main() {
test01();
return 0;
} 模板的局限性
如果T的数据类型传入的是一个数组或者传入的是像Person这样的自定义数据类型，都会无法正常运行
/* T传入的a和b是一个数组 */
template
void f(T a, T b)
{
a = b;
}
/* T传入的是Person这样的自定义数据类型？ */
template
void f(T a, T b)
{
if (a > b) { ... }
}
因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些 特定的类型 提供 具体化的模板
具体化
在C++中，除了可以使用函数模板来实现通用的算法，还可以使用模板具体化来为特定的类型提供定制化的实现。模板具体化允许您为特定的模板参数提供特殊化或定制化的实现，从而覆盖通用的模板实现
Demo
#include
// 通用模板
template
void printType() {
std::cout << "Type is unknown" << std::endl;
}
// 模板具体化
template <>
void printType() {
std::cout << "Type is int" << std::endl;
}
int main() {
printType(); // 输出 "Type is unknown"
printType(); // 输出 "Type is int"
return 0;
} - 显示具体化的原型和定意思以 template<> 开头，并通过名称来指出类型
- 具体化优先于常规模板
具体化解决函数模板参数为自定义数据类型
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
// 普通函数模板
template
bool myCompare(T& a, T& b)
{
if (a == b)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
// 具体化 显示具体化的原型和定意思以 template<> 开头，并通过名称来指出类型
// 具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
// 内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
bool ret = myCompare(a, b);
if (ret)
{
cout << "a == b " << endl;
}
else
{
cout << "a != b " << endl; // a != b
}
}
void test02()
{
Person p1("Tom", 10);
Person p2("Tom", 10);
// 自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
// 可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型
bool ret = myCompare(p1, p2);
if (ret)
{
cout << "p1 == p2 " << endl; // p1 == p2
}
else
{
cout << "p1 != p2 " << endl;
}
}
int main() {
test01();
test02();
return 0;
}