【C++】 57_深入理解函数模板

函数模板深入理解函数模板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对模板代码本身进行编译（语法检查等）对参数替换后的代码进行编译（语法检查等）注意事项函数模板本身不允许隐式类型转换自动推导类型时，必须严格匹配显示类型指定时，能够进行隐式类型转换编程实验： 函数模板的本质#include <iostream>using namespace std;class Test{public: Test() { }};template < typename T >void Swap(T& a, T& b){ T c = a; a = b; b = c;}typedef void(FuncI)(int&, int &);typedef void(FuncD)(double&, double &);typedef void(FuncT)(Test&, Test &);int main(){ FuncI* pi = Swap; // 编译器自动推导 T 为 int FuncD* pd = Swap; // 编译器自动推导 T 为 double FuncT* pt = Swap; // 编译器自动推导 T 为 Test cout << “pi = " << reinterpret_cast<void*>(pi) << endl; cout << “pd = " << reinterpret_cast<void*>(pd) << endl; cout << “pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl; return 0;}输出：pi = 0x80487e4pd = 0x8048806pt = 0x8048828编译器做了什么？FuncI* pi = Swap; ==>编译器自动类型推导 ==> 生成对应的 Swap 函数 ==> 语法检查合法后将 Swap 地址赋值给 pi关于编译器对函数模板进行的两次编译第 1 次：对模板代码本身进行的编译检查#include <iostream>using namespace std;template < typename T >void Swap(T& a, T& b){ T c = a // 注意这里！故意制造的语法错误 a = b; b = c;}int main(){ return 0;}输出：【g++】test.cpp: In function ‘void Swap(T&, T&)’:test.cpp:9: error: expected ‘,’ or ‘;’ before ‘a’第 2 次：对参数替换后的代码进行编译检查#include <iostream>using namespace std;class Test{private: Test(const Test& obj); // 注意这里！将拷贝构造函数声明为私有public: Test() { }};template < typename T >void Swap(T& a, T& b){ T c = a; a = b; b = c;}typedef void(FuncT)(Test&, Test &);int main(){ FuncT* pt = Swap; // 编译器自动推导 T 为 Test return 0;}输出：【g++】test.cpp: In function ‘void Swap(T&, T&) [with T = Test]’:test.cpp:27: instantiated from heretest.cpp:8: error: ‘Test::Test(const Test&)’ is privatetest.cpp:18: error: within this context分析：FuncT* pt = Swap; ==>编译器自动类型推导, T 为Test类型 ==> 生成对应的 Swap 函数 ==> 语法检查拷贝构造函数为私有，给出错误提示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template < typename T1, typename T2, typename T3 >T1 Add(T2 a, T3 b){ return static_cast<T1>(a + b);}==>int r = Add<int, float, double>(0.5, 0.8);对于多参数函数模板无法自动推导返回值类型可以从左向右部分指定参数类型// T1 = int, T2 = double, T3 = doubleint r1 = Add<int>(0.5, 0.8); // T1 = double, T2 = double, T3 = floatdouble r2 = Add<double, float>(0.5, 0.8); // T1 = float, T2 = float, T3 = floatfloat r3 = Add<float, float, float>(0.5, 0.8);工程中将返回值参数作为第一个类型参数编程实验： 多参数函数模板#include <iostream>using namespace std;template < typename T1, typename T2, typename T3 >T1 Add(T2 a, T3 b){ return static_cast<T1>(a + b);}int main(){ // T1 = int, T2 = double, T3 = double int r1 = Add<int>(0.5, 0.8); // T1 = double, T2 = double, T3 = float double r2 = Add<double, float>(0.5, 0.8); // T1 = float, T2 = float, T3 = float float r3 = Add<float, float, float>(0.5, 0.8); cout << “r1 = " << r1 << endl; cout << “r2 = " << r2 << endl; cout << “r3 = " << r3 << endl; return 0;}输出：r1 = 1r2 = 1.3r3 = 1.3有趣的问题：当函数重载遇见函数模板会发生什么？重载函数模板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更好的匹配，那么选择模板可以通过空模板实参列表限定编译器只匹配模板int r1 = Max(1, 2);double r2 = Max<>(0.5, 0.8);实例分析： 重载函数模板#include <iostream>using namespace std;template < typename T >T Max(T a, T b){ cout << “T Max(T a, T b)” << endl; return a > b ? a : b;}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, T c){ cout << “T Max(T a, T b, T c)” << endl; return Max(Max(a, b), c);}int main(){ int a = 1; int b = 2; cout << Max(a, b) << endl; // 普通函数 Max(int, int) cout << Max<>(a, b) << endl; // 函数模板 Max<int>(int, int) cout << Max(3.0, 4.0) << endl; // 函数模板 Max<double>(double, double) cout << Max(5.0, 6.0, 7.0) << endl; // 函数模板 Max<double>(double, double, double) cout << Max(‘a’, 100) << endl; // 普通函数 Max(int, int) return 0;}输出：int Max(int a, int b)2T Max(T a, T b)2T Max(T a, T b)4T Max(T a, T b, T c)T Max(T a, T b)T Max(T a, T b)7int Max(int a, int b)100小提示：Max(‘a’, 100) 普通函数被调用函数模板本身不允许隐式类型转换，普通函数被匹配后进行隐式类型转换小结函数模板通过具体类型产生不同的函数函数模板可以定义任意多个不同的类型参数函数模板中的返回值类型必须显示指定函数模板可以像普通函数一样被重载以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！