C++<第二十七篇>:函數(shù)模板

函數(shù)模板不是一個實在的函數(shù)逗旁,編譯器不能為其生成可執(zhí)行代碼立宜。
函數(shù)模板只是一個對函數(shù)功能框架的描述眷篇,當它具體執(zhí)行時萎河,將根據(jù)傳遞的實際參數(shù)決定其功能。

(1)函數(shù)模板的定義

函數(shù)模板的定義一般形式如下:

template <類型形式參數(shù)表> 
返回類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表)
{
    ...  // 函數(shù)體
}

template 為關鍵字,表示定義一個模板虐杯;
<> 內(nèi)為模板參數(shù)玛歌,模板參數(shù)主要有兩種,一種是模板類型參數(shù)擎椰,另一個是模板非類型參數(shù)支子。
模板類型參數(shù) 使用關鍵字 class 或 typedef 修飾,其后是一個用戶定義的合法標識符达舒。
模板非類型參數(shù) 與普通參數(shù)定義相同值朋,通常為一個常數(shù)。

可以將聲明函數(shù)模板分成 template 部分和函數(shù)名部分巩搏。代碼如下:

template <class T>
T sum(T t1, T t2) 
{
    return t1 + t2;
}

以上定義的模板是一個求和的函數(shù)模板吞歼。

我們可以在程序中調用這個模板:

int a = sum(1, 2); // 整數(shù)求和
cout << a << endl;

float b = sum(1.1, 2.2); // 浮點數(shù)求和
cout << b << endl;

sum 模板的兩個形式參數(shù)是同一種類型,所以以下代碼是錯誤的:

float c = sum(1.1, 2);

上述代碼中為函數(shù)模板傳遞了兩個類型不同的參數(shù)塔猾,編譯器產(chǎn)生了歧義篙骡。如果用戶在調用函數(shù)模板時顯式標識模板類型,就不會出現(xiàn)歧義丈甸,例如:

float c = sum<float>(1.1, 2);

用函數(shù)模板生成實際的可執(zhí)行的函數(shù)又稱為 模板函數(shù)糯俗。函數(shù)模板和模板函數(shù)不是一個概念,從本質上講睦擂,函數(shù)模板是一個"框架"得湘,它不是真正可以編譯生成代碼的程序,而模板函數(shù)是把函數(shù)模板中的類型參數(shù)實例化后生成的函數(shù)顿仇,它和普通函數(shù)本質是相同的淘正,可以生成可執(zhí)行代碼。

(2)函數(shù)模板的作用

就以兩數(shù)相加為例:

int sum(int a, int b) 
{
    return a + b;
}

float sum(float a, float b) 
{
    return a + b;
}

double sum(double a, double b) 
{
    return a + b;
}

以上三個函數(shù)的功能都是兩數(shù)相加臼闻,分別是不同類型相加鸿吆。

為了解決這種代碼冗余的弊端,可以使用宏定義來解決:

#define sum(x, y) ((x) + (y))

但是述呐,在前面的章節(jié)已經(jīng)強調惩淳,帶參的宏是很危險的,很容易出錯乓搬,所以思犁,可以使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)來替代。

普通的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的形參類型是固定的进肯,所以需要結合模板的概念激蹲,修改后的代碼如下:

Init.h 文件

template <class T>
inline T sum(const T& t1, const T& t2)
{
    return t1 + t2;
}

調用函數(shù)模板:

int main()
{
    int a = sum(1, 2); // 整數(shù)求和
    cout << a << endl;

    float b = sum(1.1, 2.2); // 浮點數(shù)求和
    cout << b << endl;


    float c = sum<float>(1.1, 2); // 指定模板函數(shù)返回類型為float
    cout << c << endl;
    return 0;
}

(3)數(shù)組可以做為函數(shù)模板的參數(shù)

函數(shù)模板如下:

template <class type, int len>
inline type sum(const type array[len])
{
    type sum = 0;
    for (size_t i = 0; i < len; i++)
    {
        sum += array[i];
    }
    return sum;
}

該模板指明了模板類型 type 和 非模板類型 len。

在使用時江掩,也需要明確指明:

int array[] = {1, 2, 3, 4};
int su = sum<int, 4>(array);
cout << su << endl;

(4)函數(shù)模板的重載

先看一下這個模板:

template <class type>
inline type maxCmp(const type a, const type b) 
{
    return a > b ? a : b;
}

該模板是比較大醒琛:

int maxNum = maxCmp(3, 2);
cout << maxNum << endl;

char maxChar = maxCmp('A', 'B');
cout << maxChar << endl;

string a = "zhang";
string b = "san";
string maxStr = maxCmp(a, b);
cout << maxStr << endl;

以上類型都可以比較含蓉,但是 char* 的字符串數(shù)組則不一樣,char* 字符串數(shù)組之間不能直接以 > 或 < 比較项郊,他們的比較是通過標準庫string中的 strcmp 函數(shù)實現(xiàn)馅扣,所以,maxCmp 模板有必要重載:

char* maxCmp(char* a, char* b)
{
    return strcmp(a, b) ? a : b;    
}
--------------------------------
char c[] = "zhang";
char d[] = "san";
char* maxZZ = maxCmp(c, d);
cout << maxZZ << endl;

maxCmp 函數(shù)會根本實際傳入的參數(shù)類型判斷具體執(zhí)行的是函數(shù)模板還是重載函數(shù)着降。

[本章完...]

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