C++函数模板和模板函数

1.函数模板的声明和模板函数的生成

1.1函数模板的声明

函数模板可以用来创建一个通用的函数，以支持多种不同的形参，避免了重载函数的多个函数体。它的最大特点是把函数使用的数据类型作为参数。

函数模板的声明形式为：

template<typename 数据类型参数标识符>

<返回类型><函数名>(参数表)

{

    函数体

}

其中，template是定义模板函数的关键字；template后面的尖括号不能省略；

例如：

template<typename T>

T fuc(T x, int y)

{

    T x;

    //……

}

如果主调函数中有以下语句：

double d;

int a;

fuc(d,a);

则系统将用实参d的数据类型double去代替函数模板中的T生成函数：

double fuc(double x,int y)

{

    double x;

    //……

}

函数模板只是声明了一个函数的描述即模板，不是一个可以直接执行的函数，只有根据实际情况用实参的数据类型代替类型参数标识符之后，才能产生真正的函数。

关键字typename也可以使用关键字class，这时数据类型参数标识符就可以使用所有的C++数据类型。

1.2函数模板注意事项

⑴ 函数模板允许使用多个类型参数，但在template定义部分的每个形参前必须有关键字typename或class，即：

template<class 数据类型参数标识符1，…，class 数据类型参数标识符n>

<返回类型><函数名>(参数表)

{

     函数体

}

⑵在template语句与函数模板定义语句<返回类型>之间不允许有别的语句。如下面的声明是错误的：

template<class T>

int I;

T min(T x,T y)

{

   函数体

}

⑶模板函数类似于重载函数，但两者有很大区别：函数重载时，每个函数体内可以执行不同的动作，但同一个函数模板实例化后的模板函数都必须执行相同的动作。

1.3模板函数的生成

函数模板的数据类型参数标识符实际上是一个类型形参。模板函数的生成就是将函数模板的类型形参实例化的过程。

2 函数模板的异常处理

函数模板中的模板形参可实例化为各种类型，但当实例化模板形参的各模板实参之间不完全一致时，就可能发生错误，如：

template<typename T>       

T max(T a, T b)

{  return (a > b)?a : b;  }

void func(int i, char j)

{

   max(i, i);

   max(j, j);

   max(i, j);

   max(j, i);

}

例子中的后两个调用是错误的，出现错误的原因是，在调用时，编译器按最先遇到的实参的类型隐含地生成一个模板函数，并用它对所有模板函数进行一致性检查，例如对语句max(i,
j)；先遇到的实参i是整型的，编译器就将模板形参解释为整型，此后出现的模板实参j不能解释为整型而产生错误，此时没有隐含的类型转换功能。解决此种异常的方法有两种：

 2.1、定义一个多参的函数模板：

[cpp] view
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template <class T,class D>  

T max(T a,D b)  

{  

    return (a>b)?a:b;  

}  

调用：

[cpp] view
plaincopy

int a；float b；  

max(a,b)  

2.2、重载一个函数模板

[cpp] view
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template <class T>  

T max(T a,T b)  

{  

    return (a>b)?a:b;  

}  

int max(int,int);//用户自己定义一个同名函数  

[cpp] view
plaincopy

参数调用：int m,n;  

char a,b;  

char s[10];  

max(m,n);//调用函数 实参和函数的参数类型完全一致，直接调用函数  

max(a,b);//调用模板 实参和函数参数类型不同，直接调用模板  

max(m,a);//调用函数 实参的类型不同，模板不适合，则再次调用函数（使用类型转换）  

max(m,s);//报错-函数也不适合，直接报错  

分析：调用函数时的顺序：先调用函数 ---  其次套用模板  --- 再调用函数 --- 报错

3 函数模板与同名的非模板函数重载时，应遵循的原则

1、如果调用语句的实参类型和函数类型完全一致，这时不找模板，而优先使用函数。
2、如果调用语句的实参类型和函数类型不一致，则寻找模板
3、如果调用语句的实参各自类型不同，无法使用模板。则应重新调用函数，并试着使用类型转换
4、如果类型转换也不成功，则报错