文章目录

1 函数模板语法
2 函数模板注意事项
3 函模模板案例
4 普通函数与函数模板的区别
5 普通函数与函数模板的调用规则
6 模板的局限性

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性
模板的特点：

模板不介意直接使用，它只是一个框架
模板的通用并不是万能的

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
本文介绍的是函数模型的知识

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<typename T>
函数声明或者定义

解释：
template声明创建模板
typename表示其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T是通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：
假设有这么一个场景，想要实现两个数的交换，代码如下：

//两个整型交换的函数
void swapInt(int &a, int &b)
{int temp = a;a = b;b = temp;
}//两个浮点型交换的函数
void swapDouble(double &a, double &b)
{double temp = a;a = b;b = temp;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;swapInt(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;double c = 30;double d = 40;swapDouble(c, d);cout << "c = " << c << endl;cout << "d = " << d << endl;}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

如果按照上面的这种写法，每一个数据类型，都要写一个交换的函数。但是仔细看不同数据类型中交换函数的代码，其实差异性不是很大。此时，如果利用模板的技术，将大大提高代码的复用性，基于模板技术的代码如下：

//函数模板
template<typename T> //声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟的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;//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 = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;double c = 30;double d = 40;// 2、显式指定类型mySwap<double>(c, d);cout << "c = " << c << endl;cout << "d = " << 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、显示指定类型
模板的目的是为了提高复用性，将参数类型化

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

3 函模模板案例

案例描述：

利用函数模板封装一个排序函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>//交换函数模板
template<class T>
void mySwap(T &a, T &b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}//排序算法
template<typename T> //声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟的T不要报错，T是一个通用数据类型
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; j < len; j++){//认定的最大值比遍历出的数值要小，说明j下标的元素才是真正的最大值if (arr[max] < arr[j]){max = j; //更新最大值下标}}//交换max和i元素mySwap(arr[max], arr[i]);}
}//提供打印数组模板
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}void test01()
{//测试char数组char charArr[] = "badcfe";int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);mySort(charArr, num);printArray(charArr, num);
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板的区别：

普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
函数模板中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：

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{return a + b;
}//函数模板
template<class T>
int myAdd02(T a, T b)
{return a + b;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';cout << myAdd01(a, c) << endl;//自动类型推导cout << myAdd02(a, b) << endl;//cout << myAdd02(a, c) << endl;会报错，T的类型不一致//显示指定类型myAdd02<int>(a, c); //不会报错，会发生隐式类型转换}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

5 普通函数与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

void myPrint(int a, int b)
{cout << "调用的普通函数" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{cout << "调用的是函数模板" << endl;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b);}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

运行结果:

可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

void myPrint(int a, int b)
{cout << "调用的普通函数" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{cout << "调用的是函数模板" << endl;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;myPrint<>(a, b);}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

运行结果：

函数模板也可以发生重载

template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{cout << "调用的是函数模板" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b,T c)
{cout << "调用的是重载的函数模板" << endl;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b, 100);}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

运行结果：

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<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{cout << "调用的是函数模板" << endl;
}void test01()
{char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2);}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

运行结果：

6 模板的局限性

局限性：模板的通用并不是万能的
示例1：

template<class T>
void f(T a, T b)
{a = b;
}

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了

示例2：

template<class T>
void f(T a, T b)
{if (a > b){}
}

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，提供了模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

示例：

class Person
{public:Person(string name, int age){this->m_Age = age;this->m_Name = name;}int m_Age;string m_Name;
};//对比两个数据是否相等
template<typename T>
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，具体化优点调用
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{if (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Name == p2.m_Name){return true;}else{return false;}
}void test01()
{Person a("Tom", 10);Person b("Tom", 10);bool ret = myCompare(a, b);if (ret){cout << "a == b" << endl;}else{cout << "a != b" << endl;}}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

如果不写具体化的版本，代码就会报错。原因是出现自定义类型的比较时，编译器无法识别。可以在Person类中重载==运算符的形式来解决问题，但是有些麻烦。所以上述代码采用模板具体化的方式来解决。

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

注：本文参考b站黑马程序员C++课程

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