57课 深入理解函数模板

本文学习自 狄泰软件学院 唐佐林老师的 C++课程

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函数模板深入理解

• 编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数
• 编译器会对函数模板进行两次编译
  • 对模板代码本身进行编译
  • 对参数替换后的代码进行编译

注意事项：

• 函数模板本身不允许隐式类型转换
  • 自动推导类型时，必须严格匹配
  • 显示类型指定时，能够进行隐式类型转换

例1

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    Test(const Test&);
public:
    Test()
    {
    }
};

template < typename T >
void Swap(T& a, T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}

typedef void(FuncI)(int&, int&);//定义类型为 返回值为void 参数为int 的函数 : FuncI
typedef void(FuncD)(double&, double&);
typedef void(FuncT)(Test&, Test&);

int main()
{
    FuncI* pi = Swap;    // 等价于：FuncI* pi = Swap<int>；用Swap函数初始化pi函数指针，编译器自动推到 T 为 int
    FuncD* pd = Swap;    // 编译器自动推导 T 为 double
    // FuncT* pt = Swap;    // 编译器自动推导 T 为 Test

    cout << "pi = " << reinterpret_cast<void*>(pi) << endl;
    cout << "pd = " << reinterpret_cast<void*>(pd) << endl;
    // cout << "pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl;

    return 0;
}

函数模板可以定义任意多个不同类型的参数

template <typename T1, typename T2, typename T3>
T1 Add(T2 a,T3 b)
{
	return static_cast<T1>(a+b);
}

调用：

int r = Add<int, float, double>(0.5, 0.8);

对于多参数函数模版

• 无法自动推导返回值类型

• 可以从左向右部分指定类型参数

• 工程中将返回值参数作为第一个类型参数

.

//T1 = int, T2 = double, T3 = double
int r1 = Add<int>(0.5, 0.8);

//T1 = int, T2 = float, T3 = double
int r2 = Add<int,float>(0.5, 0.8);

//T1 = int, T2 = float, T3 = float
int r3 = Add<int,float,float>(0.5, 0.8);

例2

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template< typename T1, typename T2, typename T3 >
T1 Add(T2 a, T3 b)
{
    return static_cast<T1>(a + b);
}


int main()
{
    // T1 = int, T2 = double, T3 = double
    int r1 = Add<int>(0.5, 0.8);

    // T1 = double, T2 = float, T3 = double
    double r2 = Add<double, float>(0.5, 0.8);

    // T1 = float, T2 = float, T3 = float
    float r3 = Add<float, float, float>(0.5, 0.8);

    cout << "r1 = " << r1 << endl;     // r1 = 1
    cout << "r2 = " << r2 << endl;     // r2 = 1.3
    cout << "r3 = " << r3 << endl;     // r3 = 1.3

    return 0;
}

问题；当函数重载遇到函数模板会发什么？

函数模板可以像普通函数一样被重载

• C++编译器优先考虑普通函数
• 如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
• 可以通过空模版实参列表限定编译器只匹配模板
  

例3

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;


template < typename T >
T Max(T a, T b)
{
    cout << "T Max(T a, T b)" << endl;

    return a > b ? a : b;
}

int Max(int a, int b)
{
    cout << "int Max(int a, int b)" << endl;

    return a > b ? a : b;
}

template < typename T >
T Max(T a, T b, T c)
{
    cout << "T Max(T a, T b, T c)" << endl;

    return Max(Max(a, b), c);
}

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    cout << Max(a, b) << endl;                   // 普通函数 Max(int, int)

    cout << Max<>(a, b) << endl;                 // 函数模板 Max<int>(int, int)

    cout << Max(3.0, 4.0) << endl;               // 函数模板 Max<double>(double, double)

    cout << Max(5.0, 6.0, 7.0) << endl;          // 函数模板 Max<double>(double, double, double)

    cout << Max('a', 100) << endl;               // 普通函数 Max(int, int)

    return 0;
}

总结

• 函数模板通过具体类型产生不同的函数
• 函数模板可以定义任意多个不同类型的参数
• 函数模板中的返回值必须显式指定
• 函数模板可以像普通函数一样被重载

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