函数 模板

本文详细介绍了C++中的函数模板和模板特例化。函数模板允许编写通用代码,处理多种数据类型,而模板特例化则是为了解决特定类型需求的特殊情况。全特例化和部分特例化是模板特例化的两种形式,它们在编译时提供更精确的实现。模板实参推演在调用时自动确定模板参数类型,简化了编程工作。文章通过实例展示了模板的使用和特例化的具体应用。

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函数模板

函数重载和函数模板有着相似的作用,但是函数模板有一些方面上有很大优势。
例如:
将传入的两个值相加
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当传入不同类型的数据时,还要将相对应的数据类型的函数实现。那么函数模板就可以只写一个函数就可以处理传入的所有数据类型。
例如:
在这里插入图片描述
而模板函数则就是一个函数了,是通过在调用点传入模板类型到虚假模板类性参数列表里,然后函数模板根据这个传入的模板类型就可以实例化一份函数,这个函数就叫做模板函数。
模板的作用就是将类型参数化
如我们传入int类型,则会实例化一份下面的函数:
注意:模板体在编译阶段是不编译的,在调用点才编译,所以我们调试模板的时候,要将所有模板都调用一遍。

模板的实参推演

③:模板的实参推演
例如:
这两种方式都是可以的。
在这里插入图片描述

推演过程:在调用点没有模板实例化需要的类型参数,但是通过判断传入的两个实参都是整形int类型的,而且函数模板需要传入的两个类型参数是一致的,则自动推演出来传入整形int类型参数。

模板的实参推演的限制:

不能让编译器产生二义性
要有实参
如果给定一部分类型,另外一部分类型也可以进行实参推演:
在这里插入图片描述

模板的特例化
模板的特例化分为两种:

完全特例化(全特化) 应用于:函数模板&类模板
部分特例化(偏特化) 应用于:类模板

1、完全特例化:

//模板的特例化(模板不能满足特殊类型的需求) 全特化
template<typename T>			//函数模板
T Sum(const T a, const T b)
{
	std::cout << "template<typename T> void Show()" << std::endl;
	std::cout << "type:" << typeid(T).name() << std::endl;
	return a + b;
}
 
template<>
char* Sum<char*>(char* const pa, char* const pb)//函数模板全特化<char*>
{
	std::cout << "template<> void Show()" << std::endl;
	std::cout << "type:" << typeid(pa).name() << std::endl;
	int len = strlen(pa) + strlen(pb) + 1;
	char *pnewstr = new char[len]();		//重新开辟一个足够大小的空间
	strcpy(pnewstr, pa);				//先拷贝hello
	strcat(pnewstr, pb);				//接着拷贝world 变成helloworld
	return pnewstr;						//将这个空间地址返回
}
 
int main()
{
	Sum<int>(10, 20);
	Sum<double>(10.1, 10.2);
	char* prt = Sum<char*>("hello", "world");
	std::cout << prt << std::endl;          //打印helloworld
	delete[] prt;							//释放此空间,防止内存泄漏
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
2、部分特例化

//模板的特例化(模板不能满足特殊类型的需求) 偏特化
template<typename T>
class CSum
{
public:
	T Sum(T a, T b)
	{
		std::cout << "1" << std::endl;
		return a + b;
	}
};
 
template<typename T>
class CSum<T*>
{
public:
	T Sum(T* a, T* b)
	{
		std::cout << "2" << std::endl;
		return *a + *b;
	}
};
 
int main()
{
	CSum<int> cs1;
	cs1.Sum(10, 20);
 
	int a = 10;
	int b = 20;
	CSum<int*> cs2;
	cs2.Sum(&a, &b);
 
	double a1 = 10.1;
	double a2 = 10.2;
	CSum<double*> cs3;
	cs3.Sum(&a1, &a2);
	return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

  • 特例化的版本优先级 > 普通模板的版本(类似于有现成的饭,就不必自己做了)
  • 特例化的版本是基于普通模板版本的,不能只有特例化的版本而没有普通模板版本。
  • 特例化的版本要和普通模板版本的逻辑一致。
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