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🐰函数模版
利用宏可以实现各种数据类型求最大值问题,但是宏一般简单的文本替换,宏定义无法声明返回值的类型。如果宏运算的结果赋值给一个与之类型不匹配的变量,编译器并不能检查出错误
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. #define MAX(x,y) (x>y?x:y) 4. int main() 5. { 6. cout<<MAX(1,2)<<endl; 7. cout<<MAX(1,2.1)<<endl; 8. cout<<MAX(1.9,2.4)<<endl; 9. return 0; 10. } 11. 结果: 12. 2 13. 2.1 14. 2.4
🌸函数模版
所谓的函数模版,实际上是建立在一个通用的函数,其函数类型和形参类型中的全部或部分类型不具体指定,用一个虚拟的类型来表示。这个通用的函数就是函数模版。凡是函数体相同的函数都可以用这个模版来代替,就不用定义多个函数了,只需在模版中定义一次即可。在函数调用时系统会根据实参的类型来取代模版中虚拟的类型,从而实现不同的函数功能。
函数模版的定义:
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. 声明函数模版,其中T为类型参数 4. template<typename T> 5. T Max(T a,T b)//求两数中最大值 6. { 7. return a>b?a:b; 8. } 9. int main() 10. { 11. int a=3,b=5,m; 12. short c=7,d=8,n; 13. double e=1.2,f=4.5,p; 14. m=Max(a, b); 15. n=Max(c, d); 16. p=Max(e, f); 17. cout<<m<<" "<<n<<" "<<p<<endl; 18. return 0; 19. } 20. 结果: 21. 5 8 4.5
🌸定义函数的一般模版
1. template<typename T> 2. 返回类型 函数名(形参表) 3. { 4. 函数体; 5. } 6. 或者 7. template<class T> 8. 返回类型 函数名(形参表) 9. { 10. 函数体; 11. }
template是定义模版的关键字,尖括号先写关键字typename(或class),后面跟一个参数类型T(T就是一个名字,也可以是其他的A,B,a...)这个类型参数实际上是一个虚拟的类型名,表示模版中出现的T是一个类型名,但是现在并未指定它是哪一种具体类型。在函数定义时用T来定义变量x和y,显然变量x和y的类型也是未确定的。要等到函数调用时根据实参的类型来确定T是什么类型。参数名T由我们自己定义,其实也可以不用T而用任何一个标识符,许多人习惯于T,而且用大写,以与实际的类型名相区别。
class和typename的作用相同,都是表示它后面的参数名代表一个潜在的内置或用户定义的类型,二者可以互换。
注意:
(1)在定义模版时,不允许template语句与函数模版之间有任何其他语句。
例如:
1. template<typename T> 2. int a;//template语句与函数模版之间有任何其他语句, 3. T Add(T a,T b) 4. { 5. ... 6. };
(2)不要把这里的class与类的声明关键字class混淆在一起,虽然它们由相同的字母组成,但是含义是不同的。为了区别类与模版中的关键字class,标准C++提出了用typename作为模版参数的类型关键字,同时也支持使用class。
(3)函数模版的类型参数可以有多个,可根据实际需求确定个数,但每个类型参数都必须用关键字typename或class限定,例如
1. template<typename T1,typename T2,typename T3...> 2. T1 Func(T2 a1,T3 a2,...) 3. { 4. ... 5. }
(4)当一个名字被声明为模版参数后,它就可以使用了,一直到模版声明或定义结束为止。模版参数被用作一个类型指示符,可以出现在模版定义的余下部分
(5)函数模版的定义通常放到头文件中
🌸函数模版的实例化
当编译器遇到关键字template和跟随其后的函数定义时,它只是简单地知道,这个函数模版在后面的程序代码中可能会使用到。除此之外,编译器不会做额外的工作。在这个阶段,函数模版本身并不能使编译器产生任何代码,因为编译器并不知道函数模版要处理的具体数据类型。
当编译器遇到程序中对函数模版的调用时,它才会根据调用语句实际参数的具体类型,确定模版参数的数据类型,并用此类替换函数模版中的模版参数,生成能够处理该类型的函数代码。
由此可见。函数模版比使用函数重载更方便。但它只适用于函数的参数个数相同而类型不同,且函数体相同的情况下,如果参数个数不同,则不能用函数模版
🌸函数模版参数
C++在实例化函数模版的过程中,只是简单地将模版参数替换成调用实际参数类型,并以此生成模版函数,不会进行参数类型的任何转换。这种方式与普通函数处理有着很大的区别,在普通函数的调用过程中,C++会对类型不匹配的参数进行隐式转换。
例如:
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. int Max1(int a,int b) 4. { 5. return a>b?a:b; 6. } 7. int main() 8. { 9. cout<<"两数中最大数为:"<<endl; 10. cout<<Max1(2, 3.8)<<endl;//因为Max1不是模版函数,而是普通的函数,虽然传入的两个数据的类型不同,一个为整形,一个为浮点型,但是函数会对传进来的实际参数进行进行隐式转换 11. cout<<Max1('a', 3.8)<<endl;//这里的'a'会转换为'a'的ASCII值 12. return 0; 13. } 14. 结果: 15. 两数中最大数为: 16. 3 17. 97
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. template<typename T> 4. T Max(T a,T b) 5. { 6. return a>b?a:b; 7. } 8. int main() 9. { 10. cout<<"两数中最大数为:"<<endl; 11. cout<<Max(3.4,2)<<endl; 12. 13. }
以上代码程序编译时会报错,基模版参数不匹配。产生这种类型错误的原因就是模版实例化时,C++不会进行任何形式的参数类型的转换。上述代码,它首先调用实参的函数模版T Max(T a,T b),生成模版函数。由于Max(3.4, 2)的调用实参类型分别为double和int,而函数模版只有一个模版参数T,因此,这个调用与模版声明不匹配。
解决方法:
(1)在模版调用时进行参数的强制类型的转换
cout<<Max((int)(3.4), 2);
(2)通过提供"<>"里的参数类型来调用这个模版
1. cout<<Max<int>(3.4, 2); 2. cout<<Max<double>(3.4, 2);
(3)指定多个模版参数
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. template<typename T,typename R> 4. T Max(T a,R b) 5. { 6. return a>b?a:b; 7. } 8. int main() 9. { 10. cout<<"两数中最大数为:"<<endl; 11. cout<<Max(3.4, 2); 12. return 0; 13. }
注意:
模版参数可以出现用typename或class关键字声明的类型参数除外,还可以出现确定类型参数,称为非类型参数,例如
1. template<typename T1,typename T2,typename T3,int temp> 2. T1 Func(T1 a,T2 b T3 c){...}
temp:模版非类型参数名代表了一个潜在的值。他被用做一个常量值,可以出现在模版定义的余下部分。他可以用在要求常量的地方。在模版调用时只能为其提供相应类型的常数值。非类型参数是受限制的,通常可以是整形,枚举型,对象或函数的引用,以及对象、函数或类成员的指针,不许许是类对象、浮点型或void作为非类型参数。
🌸🌸函数模版默认实参
函数模版也可以提供默认实参
🌸函数模版的重载
就像普通函数一样,也可以重载函数模版
1. #include<iostream> 2. using namespace std; 3. template<typename T> 4. T Max(T a,T b)//计算两个数的最大值 5. { 6. return a>b?a:b; 7. } 8. template<typename T> 9. T Max(T a,T b,T c)//计算三个数的最大值 10. { 11. return Max(Max(a,b),c);//这里调用了计算两个数的最大值的函数 12. } 13. int main() 14. { 15. int a=5,b=6,c=7; 16. cout<<"两数的最大值为:"<<endl; 17. cout<<Max(a, b)<<endl; 18. cout<<"三个数的最大值为:"<<endl; 19. cout<<Max(a, b,c)<<endl; 20. return 0; 21. } 22. 结果: 23. 两数的最大值为: 24. 6 25. 三个数的最大值为: 26. 7
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