使用函数模板需要注意的几个地方

本文详细解析了C++中模板参数的使用规则及函数模板的定义与应用,包括模板参数名的命名规范、作用域限制、重复使用规则、类型指定与分析等关键点,帮助开发者更好地理解和运用模板功能。

http://blog.chinaunix.net/uid-20596472-id-1918301.html

①  如果在全局域中声明了与模板参数同名的对象函数或类型则该全局名将被隐藏在下面的例子中tmp 的类型不是double 是模板参数Type

typedef double Type;

template <class Type>

Type min( Type a, Type b )

{

// tmp 类型为模板参数 Type

// 不是全局 typedef

Type tmp = a < b ? a : b;

return tmp;

}

②  在函数模板定义中声明的对象或类型不能与模板参数同名

template <class Type>

Type min( Type a, Type b )

{

// 错误重新声明模板参数 Type

typedef double Type;

Type tmp = a < b ? a : b;

return tmp;

}

  模板类型参数名可以被用来指定函数模板的返回位

// ok: T1 表示 min() 的返回类型

// T2 和 T3 表示参数类型

template <class T1, class T2, class T3>

T1 min( T2, T3 );

④  模板参数名在同一模板参数表中只能被使用一次,但是模板参数名可以在多个函数模板声明或定义之间被重复使用

// 错误模板参数名 Type 的非法重复使用

template <class Type, class Type>

Type min( Type, Type );

// ok: 名字 Type 在不同模板之间重复使用

template <class Type>

Type min( Type, Type );

template <class Type>

Type max( Type, Type );

⑤  如果一个函数模板有一个以上的模板类型参数则每个模板类型参数前面都必须有关键字class 或typename

// ok: 关键字 typename  class 可以混用

template <typename T, class U>

T minus( T*, U );

// 错误必须是 <typename T, class U>  <typename T, typename U>

template <typename T, U>

T sum( T*, U );

 为了分析模板定义编译器必须能够区分出是类型以及不是类型的表达式对于编译器来说它并不总是能够区分出模板定义中的哪些表达式是类型例如如果编译器在模板定义中遇到表达式Parm::name 且Parm 这个模板类型参数代表了一个类那么name 引用的是Parm 的一个类型成员吗.

template <class Parm, class U>

Parm minus( Parm* array, U value )

{

Parm::name * p; // 这是一个指针声明还是乘法乘法

}

编译器不知道name 是否为一个类型因为它只有在模板被实例化之后才能找到Parm 表示的类的定义为了让编译器能够分析模板定义用户必须指示编译器哪些表达式是类型表达式告诉编译器一个表达式是类型表达式的机制是在表达式前加上关键字typename例如如果我们想让函数模板minus()的表达式Parm::name 是个类型名因而使整个表达式是一个指针声明我们应如下修改

template <class Parm, class U>

Parm minus( Parm* array, U value )

{

typename Parm::name * p; // ok: 指针声明

}

关键字typename 也可以被用在模板参数表中以指示一个模板参数是一个类型

 如同非模板函数一样函数模板也可以被声明为inline 或extern 应该把指示符放在模板参数表后面而不是在关键字template 前面

// ok: 关键字跟在模板参数表之后

template <typename Type>

inline

Type min( Type, Type );


<think>好的,我现在需要回答用户关于C++函数模板的定义、使用、参数模板以及示例的问题。首先,我得回忆一下自己之前学过的相关知识,确保准确无误。 用户提到了几个引用内容,我需要仔细看看这些引用内容,确保回答中正确引用。比如引用[1]和引用[2]都提到了函数模板的基本语法,template <typename T>后面跟着函数定义。而引用[3]则说明了函数模板使用场景,比如通用操作。引用[4]提到函数模板是理解标准库的基础,这可能和示例有关,比如使用std::sort之类的例子。 首先,定义部分。函数模板允许编写通用的函数,适应多种数据类型。基本语法是template<typename T>,然后是返回类型、函数名和参数。这里需要确认语法是否正确,是否需要用typename还是class关键字。根据引用[1],确实用的是typename T,所以可能需要说明两种关键字都可以用,但一般推荐typename。 接下来是使用部分。用户可能想知道如何调用函数模板,编译器如何推导类型,或者是否需要显式指定类型。比如当调用max(a, b),如果a和b是int,那么T会被推导为int。如果类型不一致,可能需要显式指定,比如max<double>(a, b)当a是int,b是double。 参数模板部分,可能指的是模板参数可以有多个,或者非类型模板参数。比如template<typename T, int N>这样的,其中N是一个整型常量。例如,数组处理的函数可能需要这样的参数。引用里没有直接提到这点,但根据C++的知识,非类型模板参数是存在的,比如std::array<int, 5>中的5就是非类型参数。所以需要给出这样的例子。 然后示例部分,需要给出几个不同的例子,涵盖基本用法、多参数、非类型模板参数。比如交换函数、数组排序、或者计算数组大小的函数。 还需要注意用户的问题中提到了“参数模板”,可能是指模板参数,包括类型参数和非类型参数。需要分开说明,类型参数是typename T这样的,非类型参数比如int N。 检查引用中的例子,引用[1]的示例是基本语法,引用[2]提到了类模板,但用户主要问的是函数模板,所以可能不需要涉及类模板。引用[3]提到的使用场景,通用操作如交换、比较、排序,可以举这些例子。 需要确保LaTeX格式正确,行内数学公式用$...$,独立公式用$$...$$。但用户的问题中可能不需要太多数学公式,但如果有类型参数,可能需要用T之类的符号,用行内格式。 然后生成相关问题,可能涉及模板特化、显式实例化、模板与重载的区别,或者类模板的使用。根据引用[4],后续可以学习类模板和模板元编程,所以相关问题可能包括这些方面。 现在开始组织回答结构: 1. 定义:解释函数模板是什么,语法结构,使用typename或class关键字。 2. 使用:如何调用函数模板,隐式推导和显式指定类型。 3. 参数模板:多类型参数和非类型参数,比如template<typename T1, typename T2>或者template<typename T, int N>。 4. 示例:交换函数、数组大小计算、多参数示例。 5. 引用相关的内容,比如引用[1]的语法,引用[3]的使用场景,引用[4]的后续学习方向。 确保每个部分都有示例代码,用正确的格式。比如代码块用反引号包裹,并注明语言为C++。 现在检查是否有错误的地方。例如,函数模板的参数是否可以有默认值?在C++中,模板参数是可以有默认值的,但可能用户的问题中没有提到,所以暂可以不涉及。非类型参数的类型只能是整型、枚举、指针或引用,比如int N的例子是对的。 在示例中,比如交换函数的模板,应该正确使用T作为类型参数。数组大小计算的函数可能需要用到非类型参数,比如template<typename T, int N> int array_size(T (&arr)[N]) { return N; } 这个例子是正确的,因为数组的引用保留了大小信息。 需要确保生成的代码正确,比如在max_value的例子中,数组的遍历是否正确,参数是否合适。例如,函数接受T (&arr)[N],这是一个数组的引用,N是数组的大小,然后循环遍历找出最大值,返回T类型。 最后,生成相关问题,比如模板特化、类模板、或者性能考虑等。 现在将这些思路整合成一个结构化的回答,确保符合用户的要求:中文回答,正确引用,代码示例,相关问题。</think>### C++ 函数模板的定义与用法详解 #### 一、函数模板定义 函数模板允许编写**通用代码**,适用于多种数据类型。其基本语法为: ```cpp template <typename T> 返回类型 函数名(参数列表) { // 函数体 } ``` - `template <typename T>`:声明模板参数,`T` 是**类型占位符**,可用 `class` 替代 `typename`(两者等价)[^1]。 - 例如,定义一个交换两个值的模板: ```cpp template <typename T> void swap_values(T &a, T &b) { T temp = a; a = b; b = temp; } ``` #### 二、函数模板使用 1. **隐式类型推导** 编译器根据传入参数自动推导 `T` 的类型: ```cpp int x = 1, y = 2; swap_values(x, y); // T 推导为 int ``` 2. **显式指定类型** 若参数类型不一致或需强制指定类型: ```cpp double a = 3.14; int b = 5; swap_values<double>(a, b); // 强制 T 为 double ``` #### 三、参数模板(多参数与非类型参数) 1. **多类型参数** 模板可包含多个类型参数: ```cpp template <typename T1, typename T2> void print_pair(T1 a, T2 b) { std::cout << a << ", " << b << std::endl; } ``` 调用示例: ```cpp print_pair(10, "Hello"); // T1=int, T2=const char* ``` 2. **非类型模板参数** 模板参数可以是**整型常量**或**指针/引用**: ```cpp template <typename T, int N> class Array { private: T data[N]; }; ``` 示例:计算数组大小 ```cpp template <typename T, int N> int get_array_size(T (&arr)[N]) { // 通过引用传递数组 return N; } ``` 调用: ```cpp int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; std::cout << get_array_size(arr); // 输出 5 ``` #### 四、示例代码 1. **通用最大值函数** ```cpp template <typename T> T max_value(T a, T b) { return (a > b) ? a : b; } ``` 2. **处理固定大小数组** ```cpp template <typename T, int N> T find_max(T (&arr)[N]) { T max = arr[0]; for (int i = 1; i < N; i++) { if (arr[i] > max) max = arr[i]; } return max; } ``` #### 五、应用场景 - **通用算法**:如排序、查找(参考 `std::sort` 的实现)[^4]。 - **容器类**:如 `std::vector`、`std::array` 的底层实现[^4]。
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