C++学习笔记——函数的重载和函数模板

函数的重载

C语言规定在同一作用域（例如同一文件模块中）中不能有同名的函数。
而C++允许在同一作用域中用同一函数名定义多个函数，这些函数的参数个数和参数的类型不相同，这些同名的函数可以用来实现不同的功能。这就是函数的重载，即一个函数名多用。

**<例1>**求三个数中的最大数（分别考虑整数，实数，长整数的情况）

#include<iostream>
using namespace std;

int max(int a,int b)
{
	int c;
	if (a > b)
		c = a;
	else
		c = b;
	return c;
}

float max(float a, float b)
{
	float c;
	if (a > b)
		c = a;
	else
		c = b;
	return c;
}

long max(long a, long b)
{
	long c;
	if (a > b)
		c = a;
	else
		c = b;
	return c;
}

int main()
{
	int a, b, c;
	float d, e, f;
	long g, h, i;

	cin >> a >> b ;
	cin >> d >> e;
	cin >> g >> h;

	c=max(a, b);
	f=max(d, e);
	i=max(g, h);

	cout << "max_f=" << c << endl;
	cout << "max_f=" << f << endl;
	cout << "max_f=" << i << endl;
}

系统会根据实参的类型找到与之匹配的函数，然后调用该函数。

**<例2>**用一个函数求三个整数中的最大者

#include<iostream>
using namespace std;

int max(int a,int b)
{
	if (b > a)
		a = b;
	return a;
}

int max(int a, int b,int c)
{
	if (b > a)
		a = b;
	if (c > a)
		a = c;
	return a;
}

int main()
{
	int a, b, c;
	cin >> a >> b >> c;
	cout << "The max is " << max(a, b, c) << endl;
	cout << "The max is " << max(a, b) << endl;
	return 0;
}

两次调用max函数的参数个数不同，系统会根据参数的个数找到与之匹配的函数并调用它。

注意：重载函数的参数个数或者类型必须至少有其中之一不同，函数返回值类型可以相同也可以不同。但不允许参数个数和类型都相同，而只有返回值类型不同，因为系统无法从函数的调用形式上判断哪一个函数与之匹配。

函数模板

上述函数的重载虽然方便，但是在程序中仍要分别定义每一个函数。

函数模板能够解决这个问题。所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表，这个通用的函数就称为函数模板。

凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，只须在模板中定义一次即可。在调用函数时会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型，从而实现不同的函数功能。

定义函数模板的一般形式为：

template<typename T>

通用函数定义

或

template<class T>

通用函数定义

template 的含义是“模板”，尖括号中先写关键字typename（或class），后面跟一个类型参数T，这个类型参数实际上是一个虚拟的类型名，表示模板中出现的T是一个类型名，但是现在并未指定它是具体的哪种类型。要等到函数调用时根据实参的类型来确定T是什么类型。T也可以用别的标识符代替。

类型参数可以不止一个，根据需要确定个数。
如：

template<typename T1,typename T2>

通用函数定义

或

template<class T1,class T2>

通用函数定义

**<例3>**将例1的程序改写为通过函数模板来实现

#include<iostream>
using namespace std;

template<typename T>   //模板声明，其中T为类型参数
T max(T a, T b)        //定义一个通用函数，用T作虚拟的类型参数
{
	T c;
	if (a > b)
		c = a;
	else
		c = b;
	return c;
}

int main()
{
	int a, b, c;
	float d, e, f;
	long g, h, i;

	cin >> a >> b;
	cin >> d >> e;
	cin >> g >> h;

	c = max(a, b);
	f = max(d, e);
	i = max(g, h);

	cout << "max_f=" << c << endl;
	cout << "max_f=" << f << endl;
	cout << "max_f=" << i << endl;

	return 0;
}

可以看到，用函数模板比函数重载更方便，程序更简洁。

注意：它只适用于函数的参数个数相同而类型不同，且函数体相同的情况。如果函数的个数不同，则不能用函数模板，如例2就不能用函数模板改写而只能用函数重载。