函数模板

函数模板

1 模板函数语法

  • 函数模板作用：建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

    • 函数模板利用关键字 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

  • 语法：

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    template<typename T>
    函数声明或定义

    解释

    template ：声明创建模板

    typename ：表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

    T ：通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

  • 示例：

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    template<class T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟的T是一个通用数据类型 
    void Swap(T& a, T& b) {
    	T temp = a;
    	a = b;
    	b = temp;
    }
    void test01(){
    	int a = 10;
    	int b = 20;
    	//利用模板实现交换
    	//1.自动类型推导 
    	Swap(a,b);
    	//2.显示指定类型
    	Swap<int>(a,b); 
    	cout << "a = " << a << endl;
    	cout << "b = " << b << endl;
    	return;
    }

2 函数模版注意事项

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

示例：

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template<class T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟的T是一个通用数据类型 
void Swap(T& a, T& b) {
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
void test01(){
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c ='c';
	Swap(a,b);//正确，可以推导出一致的T
	//Swap(a,c);//错误，推导不出一致的T，T到底是int还是char 	
	return;
}
template<class T>
void func(){
	cout<<"func"<<endl;
}
void test02(){
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //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
}

3 普通函数与模板函数的区别

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

示例：

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int myadd01(int a,int b){
	return a + b; 
} 
template<class T>
T myadd02(T a,T b){
	return a + b;
} 
void test01(){
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';
	//正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型'c'对应的ASCII码99 
	cout<<myadd01(a,c)<<endl;
	//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<int>(a,c);//正确，如果显示指定类型，可以发生隐式类型转换 
}

4 普通函数与函数模板的调用规则

普通函数和函数模板的函数名是

可以一样的。

调用规则：

  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
  2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  3. 函数模板也可以发生重载
  4. 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：

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//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b) 
{ 
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) 
{ 
	cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test01(){
	int a = 10;
	int b = 20;
//	 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
	myPrint(a,b);//调用普通函数 
	myPrint<>(a,b); //调用模板函数 
	int c = 30; 
	myPrint(a,b,c); //调用重载模板函数 
	//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';
	myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

5 模板的局限性

局限性：模板的通用性不是万能的

  • 在下面的代码中，如果传入的是一个数组，就无法实现了
  • 在下面的代码中如果传入的参数是子自定义数据类型也无法运行

示例：

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template<class T>
void f(T a, T b)
{ 
   	a = b;
}	
template<class T>
void f(T a, T b)
{ 
   if(a > b) { ... }
}
  • 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

示例：

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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<class T>
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;
} 

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;
	else	cout << "p1 != p2 " << endl;
}