C++提高编程---模板---函数模板

目录

一、模板

二、函数模板

1. 函数模板

2.函数模板注意事项

3.函数模板案例

三、普通函数和模板函数的区别

四、普通函数和模板函数的调用规则

五、模板的局限性

---

一、模板

模板的实用性很强，但不能完全完全复制使用

c++提供另一种编程思想  泛型编程  主要利用模板

模板是C++支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。

模板是一种对类型进行参数化的工具；

通常有两种形式：函数模板和类模板；

函数模板针对仅参数类型不同的函数；

类模板针对仅数据成员和成员函数类型不同的类。

使用模板的目的就是能够让程序员编写与类型无关的代码。比如编写了一个交换两个整型int 类型的swap函数，这个函数就只能实现int 型，对double，字符这些类型无法实现，要实现这些类型的交换就要重新编写另一个swap函数。使用模板的目的就是要让这程序的实现与类型无关，比如一个swap模板函数，即可以实现int 型，又可以实现double型的交换。模板可以应用于函数和类。

注意：模板的声明或定义只能在全局，命名空间或类范围内进行。即不能在局部范围，函数内进行，比如不能在main函数中声明或定义一个模板。

二、函数模板

1. 函数模板

语法：

template  // typename 也可以是  class

函数声明或定义

// 注释

template   --- 声明创建模板

typename   --- 表明其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T          --- 通用数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include

using namespace std;

 

// 函数模板

 

// 两个整形交换函数

void swp_int(int &a,int &b)

{

    int temp = a;

    a=b;

    b=temp;

}

 

// 交换两个浮点型的函数

void swp_double(double &a,double &b)

{

    double temp =a;

    a=b;

    b=temp;

}

 

// 函数模板

template  // 声明一个模板，告诉编译器中紧跟着T不要报错

void my_Swap(T &a,T &b)

{

    T temp =a;

    a=b;

    b=temp;

}

 

void test01()

{

    int a=10;

    int b=20;

    cout<<"交换前 a = "< 
 
  
运行结果：
 
  
 
  
 
   
总结：
 
   
 
    
函敌模板利用关键字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,将类型参数化
 
   
 
  
 
  
 
 
  
 
 
  
2.函数模板注意事项
 
  
 
   
注意事项
 
   
 
    
自动推导类型，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
 
   
 
  
 
  
 
  
示例：
 
  
#include

using namespace std;

// 注意事项

// 1. 自动推导类型，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用

template // typename 可以替换成class

void my_Swap(T &a,T &b)

{

    T temp =a;

    a=b;

    b=temp;

}

void test01()

{

    int a = 10;

    int b = 20;

    char c = 'c';

    // 必须是一致的数据类型才能使用

    // 如果一个是int一个是char则使用不了

    cout<<"自动--模板函数--交换前 a = "<();

}

int main()

{

    test01();

    test02();

    return 0;

}
 
  
 
 
  
运行结果：
 
  
 
  
 
 
  
3.函数模板案例
 
  
 
   
案例说明：
 
   
 
    
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
 
    
分别利用char数组和int数组进行测试
 
   
 
  
 
  
 
  
示例：
 
  
#include

using namespace std;

 

// 交换的模板

template

void func(T &a,T &b)

{

    T temp =a;

    a=b;

    b=temp;

}

 

// 实现对数组的排序

template

void Sort(T arr[],int len)

{

    // 选择排序

    for(int i=0;i

void print_arr(T arr[],int len)

{

    for(int i=0;i
 
  
运行结果：
 
  
 
  
 
 
  
 
  
三、普通函数和模板函数的区别
 
  
 
   
普通函数和函数模板的区别：
 
   
 
    
普通类型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
 
   
 
  
 
  
 
  
示例：
 
  
#include

using namespace std;

 

//  普通函数调用会发生隐式类型的转换

int add(int a,int b)

{

    return a+b;

}

 

// 函数模板

template

int my_ADD(T a,T b)

{

    return a+b;

}

 

void test01()

{

    int a=10;

    int b=20;

    char c='a'; // a=97
    
    // 普通类型的函数会发生隐式类型转化

    cout << "自动类型推导" << endl;

    cout<(a, c)) << endl;

    cout<(a,c)<
 
  
运行结果：
 
  
 
  
 
  
 
   
总结：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
 
  
 
  
 
  
四、普通函数和模板函数的调用规则
 
  
 
   
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强制调用函数模板
 
    
函数模板也可以重载
 
    
如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
 
   
 
  
 
  
 
  
示例：
 
  
#include

using namespace std;

void my_print(int a,int b)

{

    cout<<"调用普通函数"<

void my_print(T a,T b)

{

    cout<<"模板函数调用"<

void my_print(T a,T b,T c)

{

    cout<<"重载--函数模板调用"<(a,b);

 

    // 3. 重载函数模板调用

     my_print(a,b,100);

 

     // 4.如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

     char c1 = 'a';

     char c2 = 'b';

    cout << "更好的匹配" << endl;

     my_print(c1,c2);

 }

 int main()

 {

    test01();

    return 0;

 }
 
  
运行结果：
 
  
 
  
 
  
五、模板的局限性
 
  
 
   
模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式实现。
 
   
利用具体化的模板可以实现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
 
  
 
  
 
  
不支持数组之间的赋值操作
 
  
 
   
Template
 
   
void f(T a, T b)
 
   
{
 
   
a=b;
 
   
}
 
  
 
  
 
 
  
不支持自定义类型
 
  
提供重载函数的方式，可以为特定类型提供具体的模板
 
  
 
   
Template
 
   
void f(T a,T b)
 
   
{
 
   
if(a>b)
 
   
...
 
   
}
 
  
 
  
 
  
解决方法
 
  
示例：
 
  
#include

using namespace std;

class person

{

public:

    person(string name,int age)

    {

        this->name=name;

        this->age=age;

    }

    string name;

    int age;

};

// 对比两个数据是否相等

template

bool my_compare(T &a,T &b)

{

    if(a==b)

        return true;

    else

        return false;

}

 

// 利用具体化的对象实现，具体优化先调用

template<> bool my_compare(person &p1,person &p2)

{

    if(p1.name==p2.name&&p1.age==p2.age)

        return true;

    else

        return false;

}

 

void test01()

{

    int a = 10;

    int b =20;

    bool ret = my_compare(a,b);

    if(ret)

        cout<<"a==b"<
 
  
运行结果：