【C++深度剖析教程35】函数模板的概念和意义

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1、问题引入：

C++中有几种变量交换的方法？

定义宏代码块和定义函数

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;#define SWAP(t, a, b)    \
do                       \
{                        \t c = a;             \a = b;               \b = c;               \
}while(0)void Swap(int& a, int& b)
{int c = a;a = b;b = c;
}void Swap(double& a, double& b)
{double c = a;a = b;b = c;
}void Swap(string& a, string& b)
{string c = a;a = b;b = c;
}int main()
{int a = 0;int b = 1;Swap(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;double m = 2;double n = 3;Swap(m, n);cout << "m = " << m << endl;cout << "n = " << n << endl;string d = "Delphi";string t = "Tang";Swap(d, t);cout << "d = " << d << endl;cout << "t = " << t << endl;return 0;
}

上述函数是分别用宏定义与几个函数实现的变量的交换的方法！！！

下面我们来分析一下他们两个的优缺点：
定义宏代码块：
优点：
代码复用，适合所有的类型
缺点：
宏定义是在预处理阶段替换的，编译器不知道宏的存在，无法做类型安全检查

定义函数：
优点：
真正的函数调用，编译器会对类型检查
缺点：
根据类型重复定义函数，无法实现代码复用

2、解决方案

解决上述两种方案的缺点：泛型编程
泛型编程：不考虑具体数据类型的编程方式！

对于上述Swap函数，可以写成下面这样：

void Swap(T& a,T& b)
{T t = a;a = b;b = t;
}

上述的T不是指某一个数据类型，而是泛指任意的数据类型

在C++中，泛型编程，指的就是：函数模板！！！
函数模板：

一种特殊函数，可用不同类型进行调用
看起来和普通函数类似，区别是类型可被参数化

template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{T t = a;a  = b;b = t;
}

函数模板的语法规则：

template 关键字用于声明开始进行泛型编程
typename 关键字用于声明泛指类型

这里写图片描述

函数模板的使用有两种调用方法：

自动类型推导调用
具体类型显示调用

这里写图片描述

下面看一个具体的示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;template < typename T >
void Swap(T& a, T& b)
{T c = a;a = b;b = c;
}template < typename T >
void Sort(T a[], int len)
{for (int i = 0; i<len; i++){for (int j = i; j<len; j++){if (a[i] > a[j]){Swap(a[i], a[j]);}}}
}template < typename T >
void Println(T a[], int len)
{for (int i = 0; i<len; i++){cout << a[i] << ", ";}cout << endl;
}int main()
{int a[5] = { 5, 3, 2, 4, 1 };Println(a, 5);Sort(a, 5);Println(a, 5);string s[5] = { "Java", "C++", "Pascal", "Ruby", "Basic" };Println(s, 5);Sort(s, 5);Println(s, 5);return 0;
}