函数模板和特化函数的应用

函数模板

泛型编程

泛型编程，顾名思义就是与实际类型无关的一种编程模式，属于代码复用的一种手段。为了提高开发效率和代码的泛化能力，泛型编程被广泛应用与日常的开发工作中，而其也成为了开发者的必修课之一，而模板就是泛化编程的重要实现形式。

那么泛型编程具体是什么呢？我们通过一个实际需求来介绍这一机制，假设我们自定义了一些简单的类A、B、C，针对这些类，我们需要自己定义一个函数，该函数的输入参数是一个任意的类，运行时会输出一些基本的信息。

class A
{
public:
	int _mem;
};

class B
{
public:
	int _mem;
};
class C
{
public:
	int _mem;
};

那么根据我们的所学，在不使用泛型编程的情况下，要如何实现这一需求呢？

由于不了解泛型编程，所以我们只能采用最朴实无华的方法，分别为所有的类定义我们需要的函数：

void MyFun(A data)
{
	std::cout << "MyFun Called" <<std::endl;
}

void MyFun(B data)
{
	std::cout << "MyFun Called" <<std::endl;
}

void MyFun(C data)
{
	std::cout << "MyFun Called" <<std::endl;
}

通过这种方法，可以实现上述的需求，但是如果我们自定义了五个、十个甚至更多类呢？这显然不是一个聪明的做法，尤其考虑到我们每新声明一个类，就要多增添一个函数，这无疑很大程度上降低了我们的开发效率。

那么使用函数模板，要如何实现需求呢？

template<class T>
void MyFun(T data)
{
	std::cout<< "MyFun Called" <<std::endl;
}

使用上述代码，就相当于对所有类都定义了一个MyFun 函数，在调用时，会输出"MyFun Called"的提示信息。

注意事项

在使用函数模板时，有一些事项需要注意：

1. 函数模板的定义和声明需要放在一起，如果分开编写，就需要在源文件的末尾对所有可能使用的类进行特化声明
2. 如果函数模板之间存在调用关系，注意要把被调用的函数放在调用者之前定义。

特化函数

通过上述的需求，我们初步地了解到了函数模板的功能，那么你或许会发现，通过第一个朴实的方法，尽管我们需要一些复杂的声明定义，但却可以为每个类定义不同的操作；可是如果使用函数模板，我们似乎只能对每个类进行相同操作了。提到这里，我们就又要引出本文的第二个知识点，特化函数。

使用函数模板，我们可以对每个类实现一个泛化的接口，但如果我们需要进行一些特化的操作，就不能使用最简单的函数模板了，需要使用特化函数对特定类的使用方法进行特化处理。

template<class T>
void inline MyFun(T data)
{
	std::cout<< "MyFun Called" <<std::endl;
}

template<>
void inline MyFun(B data)
{
	std::cout<< "MyFun Called By Class B." <<std::endl;
}

我们可以看到的是，前半部分代码我们仍然使用函数模板定义了一个泛化的MyFun 函数，但在后半部分代码中，我们特别针对B这个自定义类，进行了MyFun函数的特化。再此代码的基础上，使用MyFun方法处理其他类的对象时，会输出"MyFun Called"，而如果处理B类的对象，会输出"MyFun Called By Class B."。因为我们此时已经实现了函数对于B类的特化。

需要注意的时，在MyFun声明之前，我添加了inline函数，避免编译时针对特化函数出现重复定义的情况。

到此，本文针对函数模板和特化函数的介绍就到这里了，希望这些简单的介绍和示例能够帮到渴望了解编程知识的你。同时也希望针对本文没有涉及到或是讲述不准确的地方，大家可以多多讨论，共同提高。