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【C++学习】函数模板

news 2025/8/3 23:57:23

模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性。

模板的特点：

模板不可以直接使用，它只是一个模型

模板的通用不是万能的

基本语法

C++中提供两种模板机制：函数模板和类模板

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，用一个虚拟类型来代表

template<typename T>

template 声明创建模板

typename 表明其后符号是一种数据类型

T 通用的数据类型

普通代码

#include<iostream>
#include<string>using namespace std;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;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;swapint(a, b);cout << a << " " << b << endl;double c = 1.1;double d = 2.2;swapdouble(c, d);cout << c << " " << d << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

使用模板

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;template<typename T>
//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的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 = t;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;myswap(a, b);//1.自动类型推导cout << a << " " << b << endl;double c = 1.1;double d = 2.2;myswap<double>(c, d);//2.显示指定类型cout << c << " " << d << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

注意事项

注意：

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

函数模板案例--数组排序

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;template<class T>
void myswap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}
//排序算法
template<class T>
void mysort(T arr[],int len)
{for (int i = 0;i < len;i++){int max = i;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}}if (max != i){//交换myswap(arr[max], arr[i]);}}
}
//打印数组
template<class T>
void printarr(T arr[], int len)
{for (int i = 0;i < len;i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}
void test01()
{char chararr[] = "badcfe";int num = sizeof(chararr) / sizeof(char);mysort(chararr, num);printarr(chararr, num);
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

普通函数与函数模板区别

普通函数调用时可以发生隐式类型转换

用自动类型推导，不可以发生隐式类型转换

函数模板

用显示指定类型，可以发生隐式类型转换

代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int myadd(int a,int b)
{return a + b;
}
template<class T>
int myadd1(T a, T b)
{return a + b;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';cout << myadd(a, c) << endl;//ASCII c=99//不报错是因为，编译器隐式的把c类型转换成了intcout << myadd1<int>(a, c) << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

普通函数和函数模板的调用规则

普通函数和函数模板是可以发生函数重载的（函数名一致）

1.如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数

2.可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

3.函数模板也可以发生重载

4.如果函数模板可以产生更好的匹配，优先匹配函数模板

1.优先调用普通函数

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void myprint(int a, int b)
{cout <<"普通"<< a << " " << b;
}
template<class T>
void myprint(T a, T b)
{cout << "模板" << a << " " << b;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;myprint(a,b);
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

2.通过空模板参数列表来强制调用函数模板

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//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 <<"普通"<< a << " " << b;
}*/
template<class T>
void myprint(T a, T b)
{cout << "模板" << a << " " << b;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;myprint<>(a,b);
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

3.函数模板也可以发生重载

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;void myprint(int a, int b);
/*{cout <<"普通"<< a << " " << b;
}*/
template<class T>
void myprint(T a, T b)
{cout << "模板" << a << " " << b;
}
template<class T>
void myprint(T a, T b,T c)
{cout << "重载模板" << a << " " << b<<" "<<c;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;int c = 100;myprint(a,b,c);
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

4.如果函数模板可以产生更好的匹配，优先匹配函数模板

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;void myprint(int a, int b)
{cout <<"普通"<< a << " " << b;
}
template<class T>
void myprint(T a, T b)
{cout << "模板" << a << " " << b;
}
template<class T>
void myprint(T a, T b,T c)
{cout << "重载模板" << a << " " << b<<" "<<c;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;int c = 100;char c1 = 'a';char c2 = 'b';myprint(c1, c2);//普通函数可以隐式类型转换//但编译器认为如果走模板可以直接用，无需隐式类型转换
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

如果写了函数模板最好不要再写普通函数了

模板的局限性

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要具体化方式做特殊实现
class person
{
public:person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};
template<class T>
bool compare(T& a, T& b)
{if (a == b) cout << "相等" << endl;else cout << "不等" << endl;
}
void test01()
{person a ("ll",10);person b ("xx",90);if (compare(a, b)){cout << "==" << endl;}else cout << "!=" << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

解决：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要具体化方式做特殊实现
class person
{
public:person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};
template<class T>
bool compare(T& a, T& b)
{if (a == b) cout << "相等" << endl;else cout << "不等" << endl;
}
//利用具体化person的版本实现
template<> bool compare(person& a, person& b)
{if (a.m_name == b.m_name && a.m_age == b.m_age){return true;}else return false;
}void test01()
{person a ("ll",10);person b ("xx",90);if (compare(a, b)){cout << "==" << endl;}else cout << "!=" << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}