C++函数模板简介

C++7小时前发布 biumall

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前言

函数模板是函数的抽象，它与普通函数相似，唯一的区别就是函数参数的类型是不确定的，函数参数的类型只有在调用过程中才被确定。

这里简单记录一下方便自己查阅和回顾。

主要涉及typename，template，class等关键字

正文

函数模板

函数模板语法格式：

template<typename 类型占位符>  
返回值类型 函数名(参数列表) 
{ 
    //函数体; 
}

template是声明模板的关键字，<>中的参数称为模板参数
```
template<typename T>
T Add(T a) {
    return ++a;
}
```
typename关键字用于标识模板参数，可以用class关键字代替typename，class和typename并没有区别
```
template<class T>
T Add(T a) {
    return ++a;
}
```
模板参数不能为空，一个函数模板中可以有多个模板参数，模板参数和普通函数参数相似。

template<typename type>
type Max(type a, type b) {
    if (a > b) {
        return a;
    }
    else {
        return b;
    }
}

type表示数据类型，比如可以为int，float，double等，这样就不必创建太多类型的函数了。

这里以Max模板函数为例。

// int 
int max = Max(100, 200);
std::cout << max << std::endl;

// float
float maxFloat = Max(100.1f, 808.0f);
std::cout << maxFloat << std::endl;

上面使用< double >和< float >就是防止类型转换，表示强制性类型为<>内的。

函数模板并不是一个函数，它相当于一个模子，定义一次即可使用不同类型的参数来调用该函数模板，这样做可以减少代码的书写，提高代码的复用性和效率。

隐式实例化

隐式实例化是根据函数调用时传入的参数的数据类型确定模板参数T的类型，模板参数的类型是隐式确定的。

int max = Max(100, 200);
float maxFloat = Max(100.1f, 808.0f);

这种就是隐式实例化。默认分别为int和float。

但是，这种隐式实例化方式有个不好的地方，比如第二个参数传入为不带.f的（会被识别出为int类型），编译器就有有提示：没有与参数列表匹配的重载函数实例参数类型为: (float, int)

// 下面写法无法通过编译
//float maxFloat = Max(100.1f, 808);

显式实例化

隐式实例化有上面问题，因此就出现显式实例化的方式。

以上面为了，改为如下后就可以正常编译。

float maxFloat = Max<float>(100.1f, 808);
float maxFloat = Max<float>(100.1, 808);

模板函数重载

这个跟函数重载一样的道理。相同的函数名，参数类型或参数个数不一样。

下面只是简单展示，具体可以看函数重载那部分。

template<typename type>
type Max(type a, type b) {
    if (a > b) {
        return a;
    }
    else {
        return b;
    }
}

template<typename type>
type Max(type a, type b, type c) {
    if (a > b ) {
        if (a > c) {
            return a;
        }
        else {
            return c;
        }
    }
    else {
        if (b > c) {
            return b;
        }
        else {
            return c;
        }
    }
}

只是随便写一下，具体参考函数重载来看。

注意事项

<>中的每一个类型参数在函数模板参数列表中必须至少使用一次

#include <iostream>
template<typename type1, typename type2>
type1 Max(type1 a, type1 b) {
    if (a > b) {
        return a;
    }
    else {
        return b;
    }
}

int main() {
    int max = Max<int,double>(100, 200);
    std::cout << max << std::endl;
    return 0;
}

上面只使用了type1，不过，使用时需要使用显示实例化。

全局作用域中声明的与模板参数同名的对象、函数或类型，在函数模板中将被隐藏。
```
int num = 201;
template<typename T>
void func(T t)
{
    T num = t;
    std::cout << num << std::endl;    //输出的是局部变量num，全局int类型的num被屏蔽 
}
```
在函数体内访问的num是T类型的变量num，而不是全局int类型的变量num。

函数模板中声明的对象或类型不能与模板参数同名。

template<typename T>
void func(T t)
{
    //错误，定义的类型与模板参数名相同 
    typedef float T;
    T number = 100.0f;
    std::cout << number << std::endl;
}

我这VS可以编译过，也没有报错，但这种写法很容忍费解。。。。

不推荐这种写法！！！

模板参数名在同一模板参数列表中只能使用一次，但可在多个函数模板声明或定义之间重复使用。
```
template<typename type, typename type>
type Max(type a, type b) {
    //略
}
```
上面错误，定义了两个type参数，这这个不能相同，下面的OK
```
template<typename type1, typename type2>
type1 Max(type1 a, type2 b) {
    //略
}
```
如果函数模板有多个模板参数，则每个模板参数前都必须使用关键字class或typename修饰。
下面是错误的
```
template<typename type1, type2>
type1 Max(type1 a, type2 b) {
    //略
}
```
正确的。typename或class不可省略。
```
template<typename type1, typename type2>
type1 Max(type1 a, type2 b) {
    //略
}
```