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C++-----模板-创新互联

举个例子，如果要你交换两个数值，你会怎么做呢？

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————你肯定会说，那就写一个Swap交换函数吧！

没错！Swap函数确实可以实现交换，但如果我想让你同时进行不能类型的数值呢，比如float、double、int、short.......等，你打算怎么实现呢？

————函数重载！当然可以，函数重载来实现完成没毛病。但是你想想，如果有很多个不同的类型需要进行交换，那你觉得你需要写多少个函数重载来实现呢？

肯定的！这相当麻烦。

而且还存在如下问题：

1. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数
2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错

为了解决这个问题，我们就可以通过函数模板来实现：

函数模板：  1.概念：

函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。

（模板是泛型编程的基础）

2.格式：

template

typename 是用来定义模板参数关键字，也可以用class代替。

Swap实例：

templatevoid Swap(T& a, T& b)
{
	T tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
int main() {
	int a = 10, b = 20;
	std::cout<< "a="<< a<< " b="<< b<< std::endl;
	Swap(a, b);
	std::cout<<"a="<< a<< " b="<< b<< std::endl;
	double m = 1.3, n = 2.3;
	std::cout<< "m="<< m<< " n="<< n<< std::endl;
	Swap(m, n);
	std::cout<< "m="<< m<< " n="<< n<< std::endl;
}

3.原理：

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器

在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供调用。比如：当用double类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，将T确定为double类型，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此

4.函数模板实例化：

用不同类型的参数使用函数模板时即为函数模板实例化。

函数模板实例化分为：隐式实例化和显式实例化。

隐式实例化：

让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。

templateT Add(const T& a,const T& b)
{
	return a + b;
}
int main() {
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	std::cout<< "Add="<< Add(a1, d1)<< std::endl;
	std::cout<< "Add="<< a2 + d2<< std::endl;
}

先看这段代码，在我们编译时会过不了。

该语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T，编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
注意：在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅

所以有两种处理方法：1. 用户自己来强制转换； 2.使用显示实例化。

方法1：

templateT Add(const T& a,const T& b)
{
	return a + b;
}
int main() {
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	std::cout<< "Add="<< Add(a1, (int)d1)<< std::endl;
	std::cout<< "Add="<< a2 + d2<< std::endl;
}

显式实例化： 

在函数名后<>中指定模板参数的实际类型。

templateT Add(const T& a,const T& b)
{
	return a + b;
}
int main() {
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	std::cout<< "Add<>()="<< Add(a1, d1)<< std::endl;//显式实例化
	std::cout<< "Add="<< a2 + d2<< std::endl;
}

注意：如果参数不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器会报错。

5.函数模板匹配原则：

1.一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数

2.对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模板

3.模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换

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