C++函数模板

• 模板就是建立通用的模具，大大提高程序的复用性。
• C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

函数模板

• 函数模板的作用：建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体指定，用一个虚拟的类型来代表

template <typename T>
函数声明或定义

示例1：数据交换函数

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T> // typename可以替换为class
void Swap(T &a, T &b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void test()
{
    int a = 1, b = 2;

    // 两种方式使用函数模板
    Swap(a, b); // 1.自动类型推导：不指定参数类型，编译器进行推导
    // Swap<int>(a, b); // 2.显式指定类型
    cout << "a=" << a << ",b=" << b << endl;
}

int main()
{
    test();
    return 0;
}

函数模板注意事项

注意事项:

• 自动类型推导：必须推导出一致的数据类型T，才可以使用
• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

函数模板案例–数组排序

案例描述：

• 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
• 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
• 分别利用char数组和int数组进行测试
  小技巧：排序算法同样适用于字符串！

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T> // 声明一个函数模板
void SelectionSort(T arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        int max = i; // 设定最大值下标
        for (int j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if (arr[max] < arr[j])
            {
                max = j; //  更新最大值下标
            }
        }
        if (max != i)
        {
            // 交换数据
            T temp = arr[max];
            arr[max] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    }
}

int main()
{
    int arr1[] = {4, 2, 3, 1, 5, 9};
    char arr2[] = "aqzwsx"; // 字符串结束符 \0 也占一个字节

    SelectionSort(arr1, 6);
    SelectionSort(arr2, 7);

    // 数组输出验证
    for (int i = 0; i < 6; i++)
    {
        cout << arr1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    // 字符串输出验证
    for (int i = 0; i < 7; i++)
    {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
  普通函数与函数模板的调用规则;

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3. 函数模板也可以发生重载
4. 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

模板的局限性

模板的通用性并不是万能的。例如：数组不可以字节赋值：

template <typename T>
void func(T a, T b){
    a = b;
}

在上述代码提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了。

类模板

• 类模板的作用：建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。
  语法：

template <typename T>
类

• typename：其后面的符号T是一种数据类型，可以用class代替

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

// 类模板
template <class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:
    Person(NameType name, AgeType age)
    {
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
    NameType m_name;
    AgeType m_age;
};

// 使用类模板实例化对象
void test()
{
    Person<string, int> p1("张三", 18);
    cout << p1.m_age << endl;
    cout << p1.m_name << endl;
}

int main()
{
    test();
    return 0;
}