C++新特性:函数模板

xiaoxiao2021-02-27  550

 函数模板是通用的函数描述,也就是说,它们使用泛型定义函数,其中的泛型可用具体的类型(例如int或double)代替。 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,避免重载函数的函数体重复设计。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;typename(或class)是声明数据类型参数标识符的关键字,用以说明它后面的标识符是数据类型标识符。这样,在以后定义的这个函数中,凡希望根据实参数据类型来确定数据类型的变量,都可以用数据类型参数标识符来说明,从而使这个变量可以适应不同的数据类型。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。 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,在使用函数模板时,要将这个形参实例化为确定的数据类型。将类型形参实例化的参数称为模板实参,用模板实参实例化的函数称为模板函数。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。例如: 使用中应注意的几个问题: 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。 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>        void min(T &x, T &y) {  return (x<y)?x:y;  } void func(int i, char j) {    min(i, i);    min(j, j);    min(i, j);    min(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 min(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: ⑴采用强制类型转换,如将语句min(i, j);改写为min(i,int( j)); ⑵用非模板函数重载函数模板 方法有两种: ① 借用函数模板的函数体 此时只声明非模板函数的原型,它的函数体借用函数模板的函数体。如改写上面的例子如下: template<typename T>        void min(T &x, T &y) {  return (x<y)?x:y;  } int min(int,int); void func(int i, char j) {    min(i, i);    min(j, j);    min(i, j);    min(j, i); } 执行该程序就不会出错了,因为重载函数支持数据间的隐式类型转换。 ② 重新定义函数体 就像一般的重载函数一样,重新定义一个完整的非模板函数,它所带的参数可以随意。C++中,函数模板与同名的非模板函数重载时,应遵循下列调用原则: • 寻找一个参数完全匹配的函数,若找到就调用它。若参数完全匹配的函数多于一个,则这个调用是一个错误的调用。 • 寻找一个函数模板,若找到就将其实例化生成一个匹配的模板函数并调用它。 • 若上面两条都失败,则使用函数重载的方法,通过类型转换产生参数匹配,若找到就调用它。 •若上面三条都失败,还没有找都匹配的函数,则这个调用是一个错误的调用。 函数模板的示例函数(运行环境为visual studio2010) #include "stdafx.h" #include<iostream> using namespace std; template <typename T> void Swap(T &a, T &b); int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { int i = 10; int j = 20; cout<<"i , j = "<<i<<","<<j<<endl; cout<<"using compiler-generated int swaper"<<endl; Swap(i,j); cout<<"Now i , j = "<<i<<","<<j<<endl; double x = 24.5; double y = 81.7; cout<<"x , y = "<<x<<","<<y<<endl; cout<<"using compile-generated double swaper"<<endl; Swap(x,y); cout<<"Now x , y = "<<x<<","<<y<<endl; return 0; } template <typename T> void Swap(T &a, T &b) {     T temp; temp = a; a = b; b = temp; }
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