易混淆概念（四）模板函数与函数模板

清疚 2022-06-10 00:57 135阅读 0赞

模板函数与函数模板

## **1.函数模板的声明和模板函数的生成** ##

### **1.1函数模板的声明** ###

函数模板可以用来创建一个通用的函数，以支持多种不同的形参，避免重载函数的函数体重复设计。它的最大特点是把函数使用的数据类型作为参数。

函数模板的声明形式为：

**template<typename 数据类型参数标识符>**

**<返回类型><函数名>(参数表)**

**\{**

**    函数体**

**\}**

其中，**template**是定义模板函数的关键字；template后面的尖括号不能省略；typename（或class)是声明数据类型参数标识符的关键字，用以说明它后面的标识符是数据类型标识符。这样，在以后定义的这个函数中，凡希望根据实参数据类型来确定数据类型的变量，都可以用数据类型参数标识符来说明，从而使这个变量可以适应不同的数据类型。函数模板的重点是模板。表示的是一个模板，专门用来生产函数。

例如：

template<typename T>

T fuc(T x, int y)

\{

T x;

//……

\}

如果主调函数中有以下语句：

double d;

int a;

fuc(d,a);

则系统将用实参d的数据类型double去代替函数模板中的T生成函数：

double fuc(double x,int y)

\{

double x;

//……

\}

函数模板只是声明了一个函数的描述即模板，不是一个可以直接执行的函数，只有根据实际情况用实参的数据类型代替类型参数标识符之后，才能产生真正的函数。

关键字typename也可以使用关键字class，这时数据类型参数标识符就可以使用所有的C++数据类型。

### **1.2.模板函数的生成** ###

函数模板的数模板函数的生成就是将函数模板的类型形参实例化的过程。数据类型参数标识符实际上是一个类型形参，在使用函数模板时，要将这个形参实例化为确定的数据类型。将类型形参实例化的参数称为模板实参，用模板实参实例化的函数称为模板函数。模板函数的重点是函数。表示的是由一个模板生成而来的函数。

例如：

使用中应注意的几个问题：

⑴ 函数模板允许使用多个类型参数，但在template定义部分的每个形参前必须有关键字typename或class，即：

**template<class 数据类型参数标识符1，…，class 数据类型参数标识符n>**

**<返回类型><函数名>(参数表)**

**\{**

**     函数体**

**\}**

⑵ 在template语句与函数模板定义语句<返回类型>之间不允许有别的语句。如下面的声明是错误的：

template<class T>

int I;

T min(T x,T y)

\{

函数体

\}

⑶ 模板函数类似于重载函数，但两者有很大区别：函数重载时，每个函数体内可以执行不同的动作，但同一个函数模板实例化后的模板函数都必须执行相同的动作。

（4）定义函数模板时，数据类型参数标识不可同名

如：

template<typename T,class T>

T fun(T a)

\{             \}

## **2 函数模板的异常处理** ##

函数模板中的模板形参可实例化为各种类型，但当实例化模板形参的各模板实参之间不完全一致时，就可能发生错误，如：

template<typename T>

void min(T &x, T &y)

\{  return (x<y)?x:y;  \}

void func(int i, char j)

\{

min(i, i);

min(j, j);

min(i, j);

min(j, i);

\}

例子中的后两个调用是错误的，出现错误的原因是，在调用时，编译器按最先遇到的实参的类型隐含地生成一个模板函数，并用它对所有模板函数进行一致性检查，例如对语句

min(i, j)；

先遇到的实参i是整型的，编译器就将模板形参解释为整型，此后出现的模板实参j不能解释为整型而产生错误，此时没有隐含的类型转换功能。解决此种异常的方法有两种：

⑴采用强制类型转换，如将语句min(i, j);改写为min(i,int( j));

⑵用非模板函数重载函数模板

方法有两种：

① 借用函数模板的函数体

此时只声明非模板函数的原型，它的函数体借用函数模板的函数体。如改写上面的例子如下：

template<typename T>

void min(T &x, T &y)

\{  return (x<y)?x:y;  \}

int min(int,int);

void func(int i, char j)

\{

min(i, i);

min(j, j);

min(i, j);

min(j, i);

\}

执行该程序就不会出错了，因为重载函数支持数据间的隐式类型转换。

② 重新定义函数体

就像一般的重载函数一样，重新定义一个完整的非模板函数，它所带的参数可以随意。C++中，函数模板与同名的非模板函数重载时，应遵循下列调用原则：

• 寻找一个参数完全匹配的函数，若找到就调用它。若参数完全匹配的函数多于一个，则这个调用是一个错误的调用。

• 寻找一个函数模板，若找到就将其实例化生成一个匹配的模板函数并调用它。

• 若上面两条都失败，则使用函数重载的方法，通过类型转换产生参数匹配，若找到就调用它。

•若上面三条都失败，还没有找都匹配的函数，则这个调用是一个错误的调用。

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