C++函数模板详解-优快云博客

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在C++中，存在泛型编程的概念：即不考虑具体数据类型的编程方式(如下)
在这里插入图片描述
模板函数是一种特殊的函数，可以使用不用的类型进行调用，对于功能相同的函数，不需要重复编写代码，并且函数模板与普通函数看起来很类似，区别就是类型可以被参数化

函数模板通过template与typename两个关键字来定义，如下
在这里插入图片描述
上边就定义了一个变量交换的函数模板，在使用函数模板时有两种方式

自动类型推导调用 Swap(a, b)
具体类型显示调用 Swap(a, b)

下边以代码来体验一下函数模板

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
	T tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
void main()
{
	int a = 10, b = 20;
	Swap(a, b);	//自动推导调用
	//Swap<int>(a, b);//显示指定调用
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	char c = 'c', d = 'd';
	//Swap(c, d); //自动推导调用
	Swap<char>(c, d); //显示指定调用
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << "d = " << d << endl;
}

在这里插入图片描述
可以看到，我们使用函数模板，根据具体类型的参数化，就能适用于不同类型的变量交换，达到了代码复用的效果。

下边来深入理解下函数模板：

对于函数模板中使用的类型不同，编译器会产生不同的函数

编译器会对函数模板进行两次编译

第一次是对函数模板本身进行编译，包括语法检查等
第二次是对参数替换后的代码进行编译，这就相当于编译普通函数一样，进行类型规则检查等。

需要注意的是

函数模板是不允许隐式类型转换的，调用时类型必须严格匹配

函数模板还可以定义任意多个不同的类型参数，但是对于多参数函数模板：

编译器是无法自动推导返回值类型的
可以从左向右部分指定类型参数

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
template <typename T1, typename T2, typename T3>
T1 add(T2 a, T3 b)
{
    T1 ret;
    ret = static_cast<T1>(a + b);
    return ret;
}
 
void main()
{
    int c = 12;
    float d = 23.4;
    //cout << add(c, d) << endl;	//error，无法自动推导函数返回值
    cout << add<float>(c, d) << endl;	//返回值在第一个类型参数中指定
    cout << add<int, int, float>(c, d) << endl;
    system("pause");
}

在这里插入图片描述
在上边的代码中，我们定义了多类型参数的函数模板，调用时需要注意的是函数返回值需要在第一个参数类型中显示指定，后边的类型可自动推导或显示指定。

函数模板跟普通函数一样，也可以被重载

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，那么就选择函数模板
也可以通过空模板实参列表<>限定编译器只匹配函数模板

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
template <typename T>
void fun(T a)
{
    cout << "void fun(T1 a)" << endl;
}
 
template <typename T1, typename T2>
void fun(T1 a, T2 b)
{
    cout << "void fun(T1 a, T2 b)" << endl;
}
 
void fun(int a, float b)
{
    cout << "void fun(int a, float b)" << endl;
}
 
void main()
{
    int a = 0;
    float b = 0.0;
    fun(a);   
    fun(a, b);	//普通函数void fun(int a, float b)已经能完美匹配，于是调用普通函数
    fun(b, a);	//这个调用，函数模板有更好的匹配，于是调用函数模板
    fun<>(a, b);	//限定只使用函数模板
    system("pause");
}