函数模板的概念和意义

• 思考问题：C++中有几种交换变量的方法？
• 交换变量的方法

      1）定义宏代码块

        优点：代码复用，适合所有的类型。

        缺点：编译器不知道宏的存在，缺少类型检查。

#define SWAP(t, a, b)    \
do                           \
{                             \
    t c = a;                 \
    a = b;                   \
    b = c;                   \
}while(0)

     2）定义函数

        优点：真正的函数调用，编译器对类型进行检查。

        缺点：根据类型重复定义函数，无法代码复用。

void Swap(int& a, int& b)
{
    int c = a;
    a = b;
    b = c;
}
void Swap(double& a, double& b)
{
    double c = a;
    a = b;
    b = c;
}
void Swap(string& a, string& b)
{
    string c = a;
    a = b;
    b = c;
}

• 新的需求：C++中有没有解决方案集合两种方法的优点？
• 泛型编程的概念：

//不考虑具体数据类型的编程方式，对于Swap函数可以考虑下面的泛型写法。
void Swap(T& a,T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}
//Swap泛型写法中的T不是一个具体的数据类型，而是泛指任意得数据类型

• C++中的泛型模板：函数模板

1. 一种特殊的函数可用于不同类型进行调用
2. 看起来和普通函数很相似，区别是类型可被参数化

template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}

• 函数模板的语法规则

1. template关键字用于声明开始进行泛型编程
2. typename关键字用于声明泛型类型

• 函数模板的使用

1. 自动类型推导调用
2. 具体类型显示调用

int a = 0;
int b = 1;
Swap(a,b);  //自动推导
 
float c = 2;
float d = 3;
Swap<float>(c,d); //显式调用

• 范例程序

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}
 
template <typename T>
void Sort(T a[],int len)
{
    for(int i = 0;i<len;i++)
    {
        for(int j = i;j<len;j++)
        {
            if(a[i]>a[j])
            {
                Swap(a[i],a[j]);
            }
        }
    }
}
 
template<typename T>
void printflen(T a[],int len)
{
    for(int i = 0;i < len;i++)
    {
        cout <<a[i]<< ",";
    }
}
 
int main()
{
    int a[6] = {5,3,6,4,1,2};
    double b[5] = {1.2,3.2,0.1,4.3,2.3};
    printflen(a,6);
    cout << endl;
    printflen(b,5);
    Sort(a,6);
    Sort(b,5);
    cout << endl;
    printflen(a,6);
    cout << endl;
    printflen(b,5);
    return 0;
}

• 运行结果

• 小结

1. 函数模板是泛型编程在C++中的应用方式之一
2. 函数模板能够根据实参对参数类型进行推导
3. 函数模板支持显式指定参数类型
4. 函数模板是C++中重要的代码复用方式