【c++】模板1—函数模板

---

函数模板语法

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。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：
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—通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

#include<iostream>
using namespace std;//交换两个整型函数
void swapint(int& a, int& b)
{int temp = a;a = b;b = temp;
}
//交换两个浮点型函数
void swapdouble(double& a, double& b)
{double temp = a;a = b;b = temp;
}//函数模板
template<typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
void myswap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}void test()
{int a = 10;int b = 20;double c = 1.11;double d = 2.22;//两种方式使用函数模板//1、自动类型推导myswap(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;//2、显示指定类型myswap<double>(c, d);cout << "c = " << c << endl;cout << "d = " << d << endl;
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

总结：
1、函数模板利用关键字template；
2、使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型；
3、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

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；
2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用。

#include<iostream>
using namespace std;//函数模板
//template<typename T>
template<class T>//typename可以替换成class
void myswap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';//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myswap(a, b);//myswap(a, c);//错误！推导不出一致的T类型cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;
}//2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{cout << "func调用" << endl;
}void test02()
{//func();//错误！无法确定出T的数据类型func<int>();//函数用不上数据类型，可以随便写一个数据类型
}int main()
{test01();test02();system("pause");return 0;
}

案例—数组选择排序

利用函数模板封装一个排序的函数，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。

#include<iostream>
using namespace std;//实现通用 对数组进行排序的函数
//规则 从小到大
//算法 选择排序
//测试 char数组、int数组//交换函数模板
template<class T>
void myswap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}//排序算法
template<class T>
void mysort(T arr[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){int min = i;//认定最大值的下标for (int j = i + 1; j < len; j++){if (arr[min] > arr[j]){min = j;//更新最大值下标}}if (min != i){//交换max和i元素myswap(arr[min], arr[i]);}}
}//打印数组模板
template<class T>
void printarray(T arr[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}void test01()
{//测试char数组char arr1[] = "adebcgf";int num = sizeof(arr1) / sizeof(char);mysort(arr1, num);printarray(arr1, num);
}void test02()
{//测试int数组int arr2[] = { 1,8,2,5,9,3,4,7,6 };int num = sizeof(arr2) / sizeof(int);mysort(arr2, num);printarray(arr2, num);
}int main()
{test01();test02();system("pause");return 0;
}

普通函数和函数模板的区别

1、普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）；
2、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；
3、函数模板调用时，如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换。

#include<iostream>
using namespace std;//普通函数
int add1(int a, int b)
{return a + b;
}//函数模板
template<class T>
T add2(T a, T b)
{return a + b;
}void test()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';//ASCII码：a - 97，c - 99double d = 1.11;cout << add1(a, c) << endl;//自动类型推导，不会发生隐式类型转换//cout << add2(a, c) << endl;//错误！//显示指定类型，可以发生隐式类型转换cout << add2<int>(a, c) << endl;cout << add2<int>(a, d) << endl;
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}

函数模板调用时：
1、使用自动类型推导的方式，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用；
2、使用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换，即使数据类型不一致，也可以使用。

普通函数和函数模板调用规则

调用规则如下：
1、如果函数模板和普通函数都可以调用，优先调用普通函数；
2、可以通过空模板参数列表强制调用函数模板；
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。

#include<iostream>
using namespace std;void print(int a, int b)
{cout << "调用普通函数" << endl;
}template<class T>
void print(T a, T b)
{cout << "调用函数模板" << endl;
}template<class T>
void print(T a, T b, T c)
{cout << "调用重载的函数模板" << endl;
}void test()
{int a = 10;int b = 20;//1、如果函数模板和普通函数都可以调用，优先调用普通函数print(a, b);//2、可以通过空模板参数列表强制调用函数模板print<>(a, b);//3、函数模板也可以发生重载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 c = 'c';char d = 'd';print(c, d);
}int main()
{test();system("pause");return 0;
}输出：
调用普通函数
调用函数模板
调用重载的函数模板
调用函数模板

模板的局限性

模板的通用性并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式做特殊实现。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>class person
{
public:person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};//对比两个数据是否相等
template<class T>
bool compare(T& a, T& b)
{if (a == b){return true;}else{return false;}
}//利用具体化person的版本实现代码，具体化优先调用
template<> bool compare(person& p1, person& p2)
{if (p1.m_name == p2.m_name && p1.m_age == p2.m_age){return true;}else{return false;}
}void test1()
{int a = 10;int b = 20;bool ret = compare(a, b);if (ret){cout << "a == b" << endl;}else{cout << "a != b" << endl;}
}void test2()
{person p1("张三", 18);person p2("张三", 18);bool ret = compare(p1, p2);if (ret){cout << "a == b" << endl;}else{cout << "a != b" << endl;}
}int main()
{test1();test2();system("pause");return 0;
}

总结：
1、利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化；
2、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。

---