c++基础学习13-c++的函数模板

1，c++中的泛型编程

例：
c++中如何交换两个变量的值？

void swap(int& a,int& b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
void swap(float& a,float& b)
{
float t = a;
a = b;
b = t;
}
void swap(char*& a,char*& b)
{
char* t = a;
a = b;
b = t;
}

这三个函数除了类型不同，函数体都相同，那么如何解决代码的冗余问题呢？
下面提出了泛型编程的概念：
不考虑具体数据类型的编程模式。
对于swap函数可以考虑下面的泛型写法

void swap(T& a,T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}

这里面的T不是一个具体的数据类型，而是泛指任意的数据类型。

函数模板。

提供一种特殊的函数可用不同类型尽心调用。
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 t = a;
a = b;
b = t;
}

函数模板的语法规则
template关键字用于声明开始进行泛型编程。
typename关键字用于声明泛指类型。

函数模板的作用域：
离他最近的函数或者类。

函数模板的应用：
自动类型推倒应用。
具体类型显示调用。

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
void Swap (char* a, char* b)
{
char* t = a;
a = b;
b = t;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;

Swap(a, b);

cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
float fa = 3;
float fb = 4;
Swap<float>(fa, fb);
cout<<"fa = "<<fa<<endl;
cout<<"fb = "<<fb<<endl;

char ca = 'a';
char cb = 'b';

Swap<char*>(ca, cb);

cout<<"ca = "<<ca<<endl;
cout<<"cb = "<<cb<<endl;

char cc[10] = "abc";
char cd[10] = "efg";

cout<<cc<<endl;
cout<<cd<<endl;

Swap(cc,cd);

cout<<cc<<endl;
cout<<cd<<endl;
return 0;
}

上述第一个swap(a,b);为自动类型推导，a，b均为int所以类型参数T为int。

第二个swap<float>(fa,fb)类型显示调用用float替换参数类型T

第三个仍然是自动类型推导：ca,cb都是char，因此参数T为char。

2，深入理解函数模板

1，编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类型的函数。
2，编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数。
3，编译器会对函数模板进行两次编译。
1，在声明的地方对模板代码本身进行编译。
2，在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。

问：
当函数模板遇上函数重载会发生什么？
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，那么选择模板。
可以通过空模板实参列表的语法，限定编译器只通过模板匹配Max<>(a,b).

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
int Max(int a, int b)
{
cout<<"int Max(int a, int b)"<<endl;
return a > b ? a : b;
}
template<typename T>
T Max(T a, T b)
{
cout<<"T Max(T a, T b)"<<endl;
return a > b ? a : b;
}
template<typename T>
T Max(T a, T b, T c)
{
cout<<"T Max(T a, T b, T c)"<<endl;
return Max(Max(a, b), c);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;
cout<<Max(a, b)<<endl;
cout<<Max<>(a, b)<<endl;
cout<<Max(3.0, 4.0)<<endl;
cout<<Max(5.0, 6.0, 7.0)<<endl;
cout<<Max('a', 100)<<endl;
}

注意：函数模板不允许自动类型转化。

普通函数能够进行自动类型转换
所以如果出现下面这段代码

cout<<Max('a',100)<<endl;

那么'a'一定自动转换为int，调用普通函数。

3，多参数函数模板

1，函数模板可以定义任意多个不同的类型参数。
例：

template<typename RT,typename T1,typename T2>

RT more(T1 a,T2 b)
{
return static_cast<RT>(a+b);
}

调用的时候必须显示指定返回值类型，参数类型可以自动推倒，但是不能进行自动类型转换。

cout<<more<double,char,float>('a',100.0f)<<endl;
cout<<more<double>('a',100.0f)<<endl;

问：
多个类型参数的模板可以进行自动类型推导吗？

当声明的类型参数为返回值类型时，无法进行自动类型推导。

4，总结

1，函数模板其实是一个具有相同行为的函数家族。

2，函数模板可以根据类型实参对函数进行推导调用。

3，函数模板可以显示指定参数的类型。

4，函数模板可以被重载。

5，当为显示指定调用的函数模板时，c++编译器优先考虑普通函数。