【直击招聘C++】5.1函数模板

一、要点归纳

1.定义函数模板

  定义函数模板的一般格式如下：

template<类型形参表>
返回类型 函数名（形参表）
{函数体；
}

例如以下代码定义了一个绝对值的函数模板

template <class T>
T abs(T x)
{if(x<0) return -x;return x;
}

2.实例化函数模板

  函数模板式不能直接执行的，需要在实例化为模板函数后才能执行。例如abs(-10)用于实例化前面声明的函数模板，-10为int型，所以实例化为以下真正的模板函数：

int abs(int x)
{if(x<0)return -x;return x;
}

有关实例化函数模板的说明如下：

• 和普通函数一样，如果函数模板定义放在实例化之后，需要对其声明。例如前面的abs函数模板的声明方式如下：

template <class T>
T abs(T x);

• 虽然模板参数T可以实例化为各种类型，但是采用模板参数T的各参数之间必须保持完全一致。例如下面程序中存在错误：

template <class T>
T min(T x, T y)
{return (x > y) ? y : x;
}
void test01()
{int n = 3;char c = 'a';double d = 2.4;std::cout << min(n, n) << std::endl; // 正确std::cout << min(c, c) << std::endl; // 正确std::cout << min(d, d) << std::endl; // 正确// std::cout << min(n, c) << std::endl; // 错误// std::cout << min(d, c) << std::endl; // 错误// std::cout << min(n, d) << std::endl; // 错误
}

• 在函数模板实例化时，template中定义的每个类型参数都应该得到明确的类型值，例如以下函数模板定义没有错误：

template <class T,class T>
T1 abs(T x)
{if(x<0) return -x;return x;
}

但执行abs(-10)时候会出现不能确定模板参数T1的错误。

• 在函数模板实例化中显式给出类型参数的数据类型时，可以部分给出类型参数的数据类型。在李世华过程中按template中指定的顺序进行类型参数的匹配。例如有以下函数模板：

template <class T1,class T2>
T1 max(T1 x,T2 y)
{if (x>y) return x;else return y;
}

以下的函数模板实例化都是正确的：

max<int,char>(1,'a) //T1为int，T2为char，返回'a'的ascii码97
max<int>(1,2.5)     //T1为int，T2为double，返回2.5的int型2

• 当类型形参表中含有用户定义的类类型时，需要在类中设计相关重载运算符。例如如下程序式正确的：

template <class T>
T max(T x, T y)
{return (x > y) ? x : y;
}class A
{int n;public:A(int x) : n(x) {}bool operator>(A s) // 重载运算符{if (n > s.n)return true;elsereturn false;}void display() { std::cout << n << std::endl; }
};
void test02()
{A a(1), b(2);max(a, b).display();
}

如果类中没有定义重载运算符“>”，则在模板函数max中会报错。

3.重载模板函数

  重载模板函数如下：

template <class T>
void dispArr(T *arr, int n)//函数模板1
{int i;for (i = 0; i < n; i++)std::cout << arr[i] << " ";std::cout << std::endl;
}
template <class T>
void dispArr(T *arr, int i, int j)//函数模板2
{int k;for (k = i; k < j; k++)std::cout << arr[k] << " ";std::cout << std::endl;
}
void test03()
{int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};double b[] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};std::cout << "a:";dispArr(a, 8);std::cout << "b:";dispArr(b, 2, 6);
}

4.函数调用的匹配顺序

1. 调用函数时，首先寻找参数完全匹配的非模板函数，如果找到了，就调用。
2. 在1寻找失败后，寻找一个函数模板，将其实例化，产生一个匹配的模板函数，若找到了就调用。
3. 在1和2均失败后寻找非模板重载函数；
4. 如果均失败，则报错；