函数模板

最新推荐文章于 2022-11-17 23:40:36 发布

ZhY_Rening

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分类专栏： C++语言学习文章标签： C++ 函数模板

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泛型编程

这里写图片描述
泛型编程的概念：
―不考虑具体数据类型的编程模式。

对于Swap函数可以考虑下面的泛型写法：
这里写图片描述
Swap泛型写法中的 T不是一个具体的数据类型，而是泛指任意的数据类型。

C++中泛型编程—函数模板

提供一种特殊的函数可用不同类型进行调用。
看起来和普通函数很相似，区别是类型可被参数化。

这里写图片描述

函数模板的语法规则：
template关键字用于声明开始进行泛型编程。
typename关键字用于声明泛指类型。

这里写图片描述

函数模板的应用：
自动类型推导调用
具体类型显示调用

这里写图片描述

编程举例：
例1，交换两个变量：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T>
void Swap(T& a, T& b) //函数模版 
{
    T t = a;
    a = b;
    b = t;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1 , b = 2;
    cout<<"a = "<<a<<"，b = "<<b<<endl;
    Swap(a, b);   
    cout<<"a = "<<a<<"，b = "<<b<<endl;

    float fa = 3, fb = 4;
    cout<<"fa = "<<fa<<", fb = "<<fb<<endl;
    Swap<float>(fa, fb);
    cout<<"fa = "<<fa<<", fb = "<<fb<<endl;

    char ca = 'a', cb = 'b';
    cout<<"ca = "<<ca<<", cb = "<<cb<<endl;
    Swap(ca, cb);
    cout<<"ca = "<<ca<<", cb = "<<cb<<endl;

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}

例2，不同类型的选择排序：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T>
void Swap(T& a, T& b)//定义函数模版 
{
    T t = a;
    a = b;
    b = t;
}

template<typename T>
void SelectSort(T array[], int length)//定义函数模版 ，选择排序 
{
    for(int i=0; i<length; i++)
    {
        T min = array[i];
        int index = i;

        for(int j=i+1; j<length; j++)
        {
            if( array[j] < min )
            {
                min = array[j];
                index = j;
            }
        }       
        Swap(array[i], array[index]);
    }
}

//选择排序，分别排序int类型和char类型 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int array[] = {3, 2, 5, 3 , 4};
    SelectSort<int>(array, sizeof(array)/sizeof(*array));
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout<<array[i]<<endl;
    }

    char ca[] = {'b', 'c', 'a', 'e', 'd', 'f'};
    SelectSort(ca, sizeof(ca)/sizeof(*ca));
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
        cout<<ca[i]<<endl;
    }

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}

函数模板的深入理解：
编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类型的函数。
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。
在声明的地方对模板代码本身进行编译。
在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。

当函数模板遇上函数重载

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。
可以通过空模板实参列表的语法限定编译器只通过模板匹配。

举例说明：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;

int Max(int a, int b)//普通函数 
{
    cout<<"int Max(int a, int b)"<<endl;
    return a > b ? a : b;
}

template<typename T>//模板函数，两个参数 
T Max(T a, T b)
{
    cout<<"T Max(T a, T b)"<<endl;
    return a > b ? a : b;
}

template<typename T>//模板函数，三个参数
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 argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    cout<<Max(a, b)<<endl;//调用普通函数 
    cout<<Max<>(a, b)<<endl;//调用两个参数的模板函数 

    cout<<Max(3.0, 4.0)<<endl;//调用模板函数 

    cout<<Max(5.0, 6.0, 7.0)<<endl;//调用三参数模板函数 

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

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}