C++进阶教程——模板函数

超、凢脫俗 2023-10-18 16:39 22阅读 0赞

**目录**

模板函数

为什么要有模板

模板函数的使用

三个小坑

1：模板函数定义的类型参数必须要用

2：模板函数内部逻辑的改动，需要重新进行编译

3：注意函数的返回类型是不可以参数化的哦~~

简单的排序算法泛型编程

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一直想写一点C++稍微进阶学习的内容，趁着这一小段空闲时间，写一点吧。

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## 模板函数 ##

### 为什么要有模板 ###

记住两句话就够了：

**1：类型参数化（本质！！！）**

**2：将与类型无关的底层逻辑抽象出来**

举个例子

void test_swap(int &a,int &b)
    {
        int c = a;
        a = b;
        b = c;
    }

这是一个交换函数，函数的参数是a和b，参数的类型是int类型

现在的话我们不满足于简单的变量参数，我们想**把变量的类型也当做参数来处理**，这样我们想传入什么类型的变量都可以进行交换了，比如字符类型char。

模板函数的简单例子：

template <typename T> //typename关键字是为了告诉编译器这是模板，对其进行特殊处理，T就是参数类型的变量，也可以使用class
    void test_swap1(T &a, T &b){
        T c = a;
        a = b;
        b = c;
    }

这样我们就**把“交换”这个底层的逻辑给抽象**出来了，让“交换”这个操作变得与类型无关。

以上，就解释了模板函数的存在必要性与原因。

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### 模板函数的使用 ###

int var1 = 2;
    int var2 =3;
    test_swap1<int>(var1, var2);

相当简单，与正常函数使用不同的地方就是**使用尖括号提前给函数传入一个类型参数**，学名叫：**类型的参数化列表**。

这是模板函数的显示调用，那么如果我们不给模板函数提前传入类型参数，可不可以呢？

答案是：可以也不可以

可以的情况是**模板会自动识别类型**，前提是传入的参数保持一致

test_swap1(var1, var2);//这样是可以运行的

但是这样就违反了模板函数的规则：

int var1 = 2;
    char var2 = 'a';
    test_swap1(var1, var2);

你这样写的话程序也会提示错误，不用太担心。

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### 三个小坑 ###

#### 1：模板函数定义的类型参数必须要用 ####

template <class T,typename T2>
    void test_swap1(T &a, T &b)
    {
        T c = a;
        a = b;
        b = c;
    }

这样是会出错的，注意这里和函数的普通参数是不一样的，对于函数的普通参数，传入一个a一个b，只用a不用b是完全可以的，但是对于泛型编程的类型参数是不行的，**所有定义的类型参数必须使用**。

#### 2：模板函数内部逻辑的改动，需要重新进行编译 ####

简单的改动：

template <typename T> 
    void test_swap1(T &a, T &b)
    {
        a = b;
        T d = a+b;
        b = d;
    }

需要重新编译与编译器怎样实现模板函数有很大关系，后面会捎带讲到。（**模板机制的本质**）

#### 3：注意函数的返回类型是不可以参数化的哦~~ ####

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### 简单的排序算法泛型编程 ###

#include<iostream>
    using namespace std;
    // T1类型为int,T2类型为unsigned int
    template<typename T1, typename T2>
    int template_sort(T1 m_array[],T2 len)
    {
    	if (m_array == NULL)
    	{
    		return -1;
    	}
    	for (T2 i=0;i<len;i++)
    	{
    		for (T2 j=i+1;j<len;j++)
    		{
    			if (m_array[i]>m_array[j])
    			{
    				T1 temp = m_array[i];
    				m_array[i] = m_array[j];
    				m_array[j] = temp;
    			}
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    
    template<typename T1, typename T2>
    int template_print(T1 m_array[], T2 len)
    {
    	if (m_array == NULL)
    	{
    		return -1;
    	}
    	for (T2 i = 0; i<len; i++)
    	{
    		cout << m_array[i] << " ";
    	}
    	return 0;
    }
    
    
    
    int main()
    {
    	int i_array[] = { 0,2,5,1,2,85,9,6,2 };
    	char c_array[] = "asdnba126sjhci123sda";
    
    	template_sort(i_array, sizeof(i_array) / sizeof(i_array[0]));
    	template_sort(c_array, sizeof(c_array) / sizeof(c_array[0]));
    
    	template_print(i_array, sizeof(i_array) / sizeof(i_array[0]));
    	template_print(c_array, sizeof(c_array) / sizeof(c_array[0]));
    
    	return 0;
    }