16. C++泛型编程（函数模板）

C++中如何交换两个变量的值？

你注意到了么？除了类型不同，函数体代码完全相同！！！

C++强调代码复用！那如何解决这个代码冗余的问题呢？

 

泛型编程

泛型编程的概念：不考虑具体数据类型的编程模式。

C++中，泛型编程是通过函数模板。1. 函数模板是一种特殊的函数可用不同类型进行调用；2. 函数模板看起来和普通函数很相似，区别是类型可被参数化；

函数模板的语法规则

        template关键字用于声明开始进行泛型编程
               typename关键字用于声明泛指类型

函数模板的应用
               1. 自动类型推导调用
               2. 具体类型显示调用

#include 
#include 

using namespace std;

template
void Swap(T& a, T& b)
{
    T t = a;
    a = b;
    b = t;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    
    Swap(a, b);
    
    cout<<"a = "<

编译运行结果如下：

 

通过泛型编程实现不同数据类型的排序算法。

#include 
#include 

using namespace std;

template
void Swap(T& a, T& b)
{
    T t = a;
    a = b;
    b = t;
}

template
void SelectSort(T array[], int length)
{
    for(int i=0; i(array, 5);
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout<

编译运行结果如下：

 

函数模板的深入理解

        1. 编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类型的函数；
                2. 编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数；
                3. 编译器会对函数模板进行两次编译；
                          在声明的地方对模板代码本身进行编译；
                          在调用的地方对参数替换后的代码进行编译；

 

当函数模板遇上函数重载会发生什么？函数模板可以像普通函数一样被重载。

       1. C++编译器优先考虑普通函数；
               2. 如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板；
               3. 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；

#include 
#include 

using namespace std;

int Max(int a, int b)
{
    cout<<"int Max(int a, int b)"< b ? a : b;
}

template
T Max(T a, T b)
{
    cout<<"T Max(T a, T b)"< b ? a : b;
}

template
T Max(T a, T b, T c)
{
    cout<<"T Max(T a, T b, T c)"<(a, b)<

编译运行结果如下：

注：1. 函数模板不允许自动类型转化；2. 普通函数能够进行自动类型转换；

 

多参数函数模板

       函数模板可以定义任意多个不同的类型参数。

 

多个类型参数的模板可以进行自动类型推导吗？当声明的类型参数为返回值类型时，无法进行自动类型推导。

将返回类型参数声明到第一个参数位置，调用时只需显示声明返回类型参数即可。

#include 
#include 

using namespace std;


template
RT Add(T1 a, T2 b)
{
    return static_cast(a + b);
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    cout<('a', 100.0f)<('a', 100.0f)<

编译运行结果如下：

 

小结：

        1. 函数模板其实是一个具有相同行为的函数家族；
                2. 函数模板可以根据类型实参对函数进行推导调用；
                3. 函数模板可以显示的指定类型参数；
                4. 函数模板可以被重载；