第20节 函数模板
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第一:
你注意到了吗
C++ 中如何交换两个变量的值?
除了类型不同 , 函数体代码完全相同
思考
C++ 强调代码复用
那如何解决这个代码冗余的问题?
第二:
泛型编程
? 泛型编程的概念
― 不考虑具体数据类型的编程模式
对于 Swap 函数可以考虑下面的泛型写法
void Swap(T& a,T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
Swap 的 泛型写法中的 T 不是一个具体的数据类型 , 而是泛指任意的数据类型
? C++ 中泛型编程
― 函数模板
― 提供一种特殊的函数可用不同类型进行调用
― 看起来和普通函数很相似 , 区别是类型可被参数化
template <typename T>
void Swap(T& a,T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
? 函数模板的语法规则
― template 关键字用于声明开始进行泛型编程
― typename 关键字用于声明泛指类型
? 函数模板的应用
― 自动类型推导调用
― 具体类型显示调用
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;
Swap(a, b); //自动类型推导
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
float fa = 3;
float fb = 4;
Swap<float>(fa, fb);//具体类型显示
cout<<"fa = "<<fa<<endl;
cout<<"fb = "<<fb<<endl;
char ca = 'a';
char cb = 'b';
Swap(ca, cb);
cout<<"ca = "<<ca<<endl;
cout<<"cb = "<<cb<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
泛型编程初体验
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
T t = a;
a = b;
b = t;
}
template<typename T>
void SelectSort(T array[], int length)//选择排序
{
for(int i=0; i<length; i++)
{
T min = array[i];
int index = i;
for(int j=i+1; j<length; j++)
{
if( array[j] < min )
{
min = array[j];
index = j;
}
}
Swap(array[i], array[index]);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int array[] = {3, 2, 5, 3 , 4};
SelectSort<int>(array, 5);
for(int i=0; i<5; i++)
{
cout<<array[i]<<endl;
}
char ca[] = {'b', 'c', 'a', 'e', 'd', 'f'};
SelectSort(ca, 6);
for(int i=0; i<6; i++)
{
cout<<ca[i]<<endl;
}
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
? 函数模板的深入理解
― 编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类型的函数
― 编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数
― 编译器会对函数模板进行两次编译
― 在声明的地方对模板代码本身进行编译
― 在调用的地方对参数替换后的代码进行编译
第三:
问题
当函数模板遇上函数重载会发生什么 ?
函数模板与重载
? 函数模板可以像普通函数一样被重载
? C++ 编译器优先考虑普通函数
? 如果函数模板可以产生一个更好的匹配 , 那么选择模板
? 可以通过空模板实参列表的语法限定编译器只通过模板匹配
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
int Max(int a, int b)
{
cout<<"int Max(int a, int b)"<<endl;
return a > b ? a : b;
}
template<typename T>
T Max(T a, T b)
{
cout<<"T Max(T a, T b)"<<endl;
return a > b ? a : b;
}
template<typename T>
T Max(T a, T b, T c)
{
cout<<"T Max(T a, T b, T c)"<<endl;
return Max(Max(a, b), c);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;
cout<<Max(a, b)<<endl;
cout<<Max<>(a, b)<<endl;
cout<<Max(3.0, 4.0)<<endl;
cout<<Max(5.0, 6.0, 7.0)<<endl;
cout<<Max('a', 100)<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
注意事项
第四:
多参数函数模板
? 函数模板可以定义任意多个不同的类型参数
问题
多个类型参数的模板可以进行自动类型推导吗 ?
当声明的类型参数为返回值类型时 , 无法进行自动类型推导 。
不完美解决方案
将返回类型参数声明到第一个参数位置 , 调用时只需显示声明返回类型参数即可
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename RT, typename T1, typename T2>
RT Add(T1 a, T2 b)
{
return static_cast<RT>(a + b);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
cout<<Add<double, char, float>('a', 100.0f)<<endl;
cout<<Add<double>('a', 100.0f)<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
小结
? 函数模板其实是一个具有相同行为的函数家族
? 函数模板可以根据类型实参对函数进行推导调用
? 函数模板可以显示的指定类型参数
? 函数模板可以被重载