c++提高阶段 第一章 1.2 函数模板

1.2 函数模板

• c++另一种编程思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模板

• c++提供两种模板机制：函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template 
函数声明或定义

解释：

template ---声明创建模板

typename---表面其后面的符号一种数据类型，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

示例：

#include
using namespace std;
​
//函数模板
​
//两个整型交换的函数
void swapInt(int &a, int &b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
​
//交换两个浮点型函数
void swapDouble(double &a, double &b)
{
    double temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
//函数模板
template//声明一个模板，告诉百年一起后面代码中紧跟着T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T &a, T &b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    //swapInt(a, b);
    //利用函数模板交换
    //两种方式使用函数模板
    //1、自动类型推导  
    mySwap(a, b);
    
    
​
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    double c = 1.1;
    double d = 2.2;
    //swapDouble(c, d);
    //2、显示指定类型
    mySwap(c, d);
    cout << c << endl;
    cout << d << endl;
}
​
​
​
​
int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return 0;
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template

• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显式指定类型

• 模板的目的食为了提高复用性，将类型参数化

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项

• 自动类型推导，必须推导出一致的类型数据T，才可以使用

• 模板必须要确认出T的数据类型，才可以使用

示例

#include 
using namespace std;
#include 
​
//函数模板注意事项
template  //typename可以替换成class 
void mySwap(T&a, T&b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
​
}
​
//1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T才可以使用
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';
    //mySwap(a, b);//true
    //mySwap(a, c);//false,推导不出一致的T类型
    cout << "a=" << a << endl;
    cout << "b=" << b << endl;
}
//2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用。
template
void func()
{
    cout << "func 调用" << endl;
}
void test02()
{
    func();
}
​
int main()
{
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

运行如图：

总结：

• 使用模板时必须确定通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型

1.2.3 函数模板案例

案例描述：

• 利用函数模板封装以一个排序的函数，可以对不同数据类型数据进行排序

• 排序规则从大到小，排序算法为选择排序

• 分别利用char数组和int数组进行测试

示例:

#include 
using namespace std;
#include
//实现通用 对数组进行排序的函数
//规则 从大到小
//算法 选择
//测试  char 数组、int 数组
​
//交换函数模板
template 
void mySwap(T &a, T&b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
​
​
​
template 
void mySort(T arr[],int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        int max = i;//认定最大值的下标
        for (int j = i + 1; j < len; j++)
        {
            //认定的最大值 比 遍历出的数值要小，说明j下表的元素才是真正的最大值
            if (arr[max]
void printArray(T arr[],int len)
{
    for (int i=0;i 
运行结果如图：
 
 
 
 
1.2.4 普通函数于函数模板的区别 
普通函数与函数模板区别：
 
 
普通函数调用时可以发生自动转换类型转换（隐式类型转换）
 
 
函数模板调用时，如果利用自动类型转换推导，不会发生隐式类型转换
 
 
如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
 
示例：
 
#include 
using namespace std;
​
//普通函数与函数模板区别
​
//1、普通函数调用可以发生隐式类型转换
//2、函数模板 用自动类型推导，不可以发生隐式类型转换
//3、函数模板 用显示指定类型 可以发生隐式类型转换
​
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
    return a + b;
}
​
//函数模板
template
T myAdd02(T a, T b)
{
​
return a + b;
}
​
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';//a-97 c-99 
    cout << myAdd01(a, c) << endl;//隐式的将char c转换成int c
​
​
    //自动类型推导 不会发生隐式类型转换
    //cout << myAdd02(a, c) << endl;
    
    //显示指定类型 会发生隐式类型转换
    cout << myAdd02(a, c) << endl;
}
​
int main()
{
​
​
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}
 
运行结果如图：
 
 
 
 
总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因此可以自己确定通用类型T
 
1.2.5 普通函数于函数模板的调用规则 
调用规则如下：
 
 
如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
 
 
可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
 
 
函数模板也可以发生重载
 
 
如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
 
示例：
 
#include
using namespace std;
​
//普通函数与函数模板调用规则
//1、如果函数模板和普通函数都可以调用，优先调用普通函数
//2、可以通过空模板参数列表 强制调用 函数模板
//3、函数模板可以发生函数重载
//4、如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
​
void myPrint(int a, int b)
{
    cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template
void myPrint(T a, T b)
{
    cout << "调用的模板" << endl;
}
​
template
void myPrint(T a, T b,T c)
{
    cout << "调用重载的模板" << endl;
}
​
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    //myPrint(a, b);
    
    
    //通过空模板的参数列表，强制调用函数模板
    //myPrint<>(a, b);
​
​
    //myPrint(a, b, 100);
​
    //如果函数模板产生更好的匹配，有限调用函数模板==不想做过多的转换
    char c1 = 'a';
    char c2 = 'b';
    myPrint(c1, c2);
}
int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}
 
运行效果如图
 
 
 
 
总结：既然提供了函数模板 ，最好就不要提供普通函数，否则容易发生二义性。
 
1.2.6 模板的局限性 
局限性： 
 
模板的通用性并不是万能的
 
例如：
 
template
    void f(T a,T b)
{
    a=b;
}
 
在上述代码中提供的赋值 *** 作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了
 
再例如：
 
//对比两个数据是否相等函数
template 
bool myCompare(T &a, T &b)
{
    if (a == b)
    {
        return true;
    }
    else
        return false;
}
 
在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行
 
因此c++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板
 
示例：
 
#include
using namespace std;
#include 
//模板局限性
//模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化做特殊实现
​
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    //姓名
    string m_Name;
    //年龄
    int m_Age;
};
​
​
​
​
​
//对比两个数据是否相等函数
template 
bool myCompare(T &a, T &b)
{
    if (a == b)
    {
        return true;
    }
    else
        return false;
}
​
//利用具体化Person的版本实现代码，具体化优先调用
​
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
    if (p1.m_Name == p2.m_Name&&p1.m_Age == p2.m_Age)
    {
        return true;
    }
    else
    {
     return false;
    }
        
}
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    bool ret = myCompare(a, b);
    if (ret)
    {
        cout << "a==b" << endl;
    }
    else
    {
​
        cout << "a!=b" << endl;
    }
}
​
void test02()
{
    Person p1 ("Tom", 12);
    Person p2 ("Tom", 12);
​
    bool ret = myCompare(p1, p2);
    if (ret)
    {
        cout << "p1=p2" << endl;
    }
    else
    {
​
        cout << "p1!=p2" << endl;
    }
}
int main()
{
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}
 
运行效果如图：
 
 
 
 
总结：
 
 
利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
 
 
学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板
 
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