深入理解函数模板

• 函数模板深入理解

1. 编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数
2. 编译器会对函数模板进行二次编译：对模板代码本身进行编译，对参数替换后的代码进行编译。

• 注意事项

1. 函数模板本身不允许隐式类型转换
2. 自动推导类型时，必须严格匹配。
3. 显式类型指定时，能够进行隐式类型转换。

• 范例程序

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
    Test(const Test&);
public:
    Test()
    {
    }
};
template < typename T >
void Swap(T& a, T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}
typedef void(FuncI)(int&, int&);
typedef void(FuncD)(double&, double&);
typedef void(FuncT)(Test&, Test&);
int main()
{
    FuncI* pi = Swap;               // 编译器自动推导 T 为 int
      FuncD* pd = Swap;              // 编译器自动推导 T 为 double
    // FuncT* pt = Swap;      // 编译器自动推导 T 为 Test
    
    cout << "pi = " << reinterpret_cast<void*>(pi) << endl;
    cout << "pd = " << reinterpret_cast<void*>(pd) << endl;
    // cout << "pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl;
    
    return 0;
}

• 运行结果

pi = 0x402904
pd = 0x4028e0
 

• 多参数模板

        1).函数模板可以定义任意对个不同的类型参数

using namespace std;
//多参数模板
template<typename T1,typename T2,typename T3>
T1 add(T2 a,T3 b)
{
    return static_cast<T1>(a+b);
}
 
float res = add<float,int,float>(3,3.14); 

       2).对于多参数模板，无法自动推导返回值类型，可以从左向右部分指定类型参数。工程中将返回值参数作为第一个类型参数

   

#include <iostream>
#include <string>
 
using namespace std;
//多参数模板
template<typename T1,typename T2,typename T3>
T1 add(T2 a,T3 b)
{
    return static_cast<T1>(a+b);
}
 
int main()
{
    //T1=int,T2=double,T3=double
    int res1 = add<int>(3.1,3.5);
    //T1=int,T2=float,T3=double
    int res2 = add<int,float>(1.2,1.3);
    //T1=int,T2=float,T3=float
    int res3 = add<int,float,float>(1.0,1.5);
    cout << "res1=" << res1 << endl;
    cout << "res2=" << res2 << endl;
    cout << "res3=" << res3 << endl;
    return 0;
}
 

• 有趣的问题：当函数重载遇见函数模板会发生什么？
• 函数模板可以像普通函数一样被重载

1. C++编译器优先考虑普通函数
2. 如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
3. 可以通过空模板实参列表限定编译器只匹配模板

                     

 

• 范例程序

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//多参数模板
template<typename T1,typename T2,typename T3>
T1 Max(T2 a,T3 b)
{
    cout << "T1 Max(T2 a,T3 b)"<< endl;
    return a>b?a:b;
}
int Max(int a,int b)
{
    cout << "int Max(int a,int b)" << endl;
    return a>b?a:b;
}
int main()
{
    int Max_Value = Max(1,2);
    cout << "Max_Value = "<< Max_Value << endl;
    Max_Value = Max<int>(2,3);
    cout << "Max_Value = "<< Max_Value << endl;
    return 0;
}

• 运行结果

int Max(int a,int b)
Max_Value = 2
T1 Max(T2 a,T3 b)
Max_Value = 3

• 小结

1. 函数模板通过具体类型产生不同的函数
2. 函数模板可以定义任意多个不同类型参数
3. 函数模板中的返回值类型必须显示指定
4. 函数模板可以像普通函数一样被重载