C++ --- 函数模板
函数模板
C++的一种编程思想称为泛型编程,主要利用的技术就是模板。编写与类型无关的调用代码,是代码复用的一种手段。 模板是泛型编程的基础。C++提供两种模板机制:函数模板和类模板。
函数模板:建立一个通用的函数,它用到的参数类型可以不确定,用一个虚拟类型替代。等到函数调用的时候,根据具体传递的参数推导出真正的数据类型。
语法:
1.template <typename T> 2.函数的声明或定义
template:声明创建模板;
typename:表明其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替;
T:通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母。
多个类型:
template<typename T1, typename T2, typename T3>
注意:
函数模板不是一个函数,因为它不是具体要调用的某一个函数,而是一个模板;
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;
可以通过空模板实参列表< >限定编译器只匹配函数模板。
完整代码测试
#include <iostream> using namespace std; template <typename T> void Swap(T& a, T& b) { T tmp = a; a = b; b = tmp; } int main() { int a = 10; int 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; float c = 12.3; float d = 23.4; //Swap(c, d); //自动推导调用 Swap<float>(c, d); //显示指定调用 cout << "c = " << c << endl; cout << "d = " << d << endl; }
深入理解函数模板
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
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; } int 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; // 从左到右部分指定函数类型 cout << add<int, int, float>(c, d) << endl; }
函数模板的重载
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;
#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; } int 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 }
从输出可以得到,编译器会优先去调用普通函数,但是当函数模板有更好的匹配时或使用限定符<>时,编译器就会去匹配函数模板。
总结
- 函数模板是泛型编程在C++中的应用方式之一
- 函数模板能够根据实参对参数类型进行推导
- 函数模板支持显示的指定参数类型
- 函数模板是C++中重要的代码复用方式
- 函数模板通过具体类型产生不同的函数
- 函数模板可以定义任意多个不同的类型参数
- 函数模板中的返回值类型必须显示指定
- 函数模板可以像普通函数一样重载