模板的概念
模板就是我们建立的通用的模具，用来提高代码的复用性。
生活中最经典的就是证件照模板了
上面模板的特点：
- 模板不可以直接使用，它只是一个框架（不可能拿一个照片模板交给领导或者老师吧，得有你自己的“信息”）
- 模板的通用并不是万能的
函数模板
- C++的另一种编程思想——泛型编程，利用的主要就是模板。
- C++提供两种模板机制:函数模板和类模板
函数模板的作用：
建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型不具制定，用一个虚拟类型代替。
函数模板的语法：
//template告诉编译器，要开始写模板了 //typename或者class都可以 //T是虚拟类型 template<typename T> 函数声明或定义
解释：
template --- 声明创建模板
typename --- 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T --- 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母
示例：
//交换整型函数 void swapInt(int &a,int &b){ int temp = 0; a = b; b = temp; } //交换浮点型函数 void swapDouble(double &a,double &b){ double temp = a; a = b; b = temp; } //利用函数模板提供通用的交换函数 template<tyoename T> void mySwap(T &A,T &b) { T temp = a; a = b; b = temp; } void test01() { int a = 10; int b = 20; //swapInt(a, b); //利用模板实现交换 //1、自动类型推导 mySwap(a, b); //2、显示指定类型 mySwap<int>(a, b); cout << "a = " << a << endl; cout << "b = " << b << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：
- 函数模板利用关键字 template
- 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
- 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化
函数模板注意事项
注意事项：
- 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（函数中没有用到T的话，就只能自己写了）
示例：
//利用模板提供通用的交换函数 template<class T> //typename可以替换成class void mySwap(T& a, T& b) { T temp = a; a = b; b = temp; } // 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用 void test01() { int a = 10; int b = 20; char c = 'c'; mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T //mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型 } // 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用 template<class T> void func() { cout << "func 调用" << endl; } void test02() { //因为函数体中没有用到T，所以自动类型推导也不知道怎么推导了 //func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型 func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板 } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
总结：
- 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型
函数模板案例
案例描述：
- 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
- 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
- 分别利用char数组和int数组进行测试
示例：
//交换函数模板 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; //先随便找一个设为最大值 for (int j = i + 1; j < len; j++) { if (arr[max] < arr[j]) //更新下标 max = j; } if (max != i) { //交换max和i下标的元素 mySwap(arr[max],arr[i]); } } } //提供打印数组模板 template<class T> void printArray(T arr[], int len) { for (int i = 0; i < len; i++) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; } void test01() { //测试char数组 char charArr[] = "bcfac"; int num = sizeof(charArr) / sizeof(char); mySort(charArr, num); printArray(charArr , num); } void test02() { //测试int数组 int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 }; int num = sizeof(intArr) / sizeof(int); mySort(intArr, num); printArray(intArr, num); } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
如果上面这些程序你都实现了，那么你一定会对模板深有体会，模板大大提高了代码复用，需要熟练掌握
普通函数与函数模板的区别
普通函数与函数模板区别：
- 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
- 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
- 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
//普通函数 int myAdd01(int a, int b) { return a + b; } //函数模板 template<class T> T myAdd02(T a, T b) { return a + b; } //使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换 void test01() { int a = 10; int b = 20; char c = 'c'; cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型 'c' 对应 ASCII码 99 //myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换 myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：
建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T
普通函数与函数模板的调用规则
调用规则如下：
- 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
- 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
- 函数模板也可以发生重载
- 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
简单来说就是，函数模板里面，同名普通函数（只有声明也成立，只是会报错🤣）优先调用，同时函数模板也是可以重载的。
示例：
//普通函数与函数模板调用规则 void myPrint(int a, int b) { cout << "调用的普通函数" << endl; } template<typename T> void myPrint(T a, T b) { cout << "调用的模板" << endl; //函数模板重载 template<typename T> void myPrint(T a, T b, T c) { cout << "调用重载的模板" << endl; } void test01() { //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 // 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到 int a = 10; int b = 20; myPrint(a, b); //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 myPrint<>(a, b); //调用函数模板 //3、函数模板也可以发生重载 int c = 30; myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板 //4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板 char c1 = 'a'; char c2 = 'b'; myPrint(c1, c2); //调用函数模板 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
其实我们提供函数模板了，就尽量不要再写普通函数了，不然会出现二义性的。
模板的局限性（函数模板的第二种实现）
函数模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式做特殊实现。
只有C++内置的数据类型可以直接使用前面学到的函数模板，自定义数据类型往往不能实现。
#include<iostream> using namespace std; #include <string> class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } string m_Name; int m_Age; }; //普通函数模板 template<class T> bool myCompare(T& a, T& b) { if (a == b) { return true; } else { return false; } } //具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型 //具体化优先于常规模板 template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2) { if ( p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age) { return true; } else { return false; } } void test01() { int a = 10; int b = 20; //内置数据类型可以直接使用通用的函数模板 bool ret = myCompare(a, b); if (ret) { cout << "a == b " << endl; } else { cout << "a != b " << endl; } } void test02() { Person p1("Tom", 10); Person p2("Tom", 10); //自定义数据类型，不会调用普通的函数模板 //可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型 bool ret = myCompare(p1, p2); if (ret) { cout << "p1 == p2 " << endl; } else { cout << "p1 != p2 " << endl; } } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
如上，利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化。
