C++函数模板学习

函数模板是C++中的一个强大特性，允许编写通用函数来处理不同的数据类型。学习函数模板有助于理解泛型编程的概念，提高代码的可重用性和可维护性。以下是一些学习函数模板时可以关注的方面：

1. 模板的基本概念

模板定义：了解如何定义模板函数和模板类。
模板参数：掌握模板参数的使用，包括类型参数和非类型参数。

2. 模板的语法和使用

函数模板的定义和调用：

template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}

int main() {cout << add(3, 5) << endl;       // 输出 8cout << add(2.5, 3.5) << endl;   // 输出 6.0return 0;
}

类模板的定义和使用：

template <typename T>
class Container {
private:T value;
public:Container(T val) : value(val) {}T getValue() { return value; }
};

int main() {Container<int> intContainer(42);Container<double> doubleContainer(3.14);cout << intContainer.getValue() << endl;    // 输出 42cout << doubleContainer.getValue() << endl; // 输出 3.14return 0;
}

3. 模板的特化

全特化：针对特定类型提供特殊实现。

template <>
const char* max<const char*>(const char* a, const char* b) {return (strcmp(a, b) > 0) ? a : b;
}

偏特化：针对部分类型参数进行特化（仅适用于类模板）。

template <typename T>
class Container<T*> {
private:T* value;
public:Container(T* val) : value(val) {}T* getValue() { return value; }
};

4. 模板的高级特性

模板参数包（Variadic Templates）：处理可变数量的模板参数。

template<typename... Args>
void print(Args... args) {(cout << ... << args) << endl;
}

模板元编程（Template Metaprogramming）：在编译期进行计算和逻辑处理。

template<int N>
struct Factorial {static const int value = N * Factorial<N - 1>::value;
};

template<>
struct Factorial<0> {static const int value = 1;
};

int main() {cout << Factorial<5>::value << endl; // 输出 120return 0;
}

5. 模板的常见问题和解决方案

模板代码膨胀：了解模板实例化会导致代码膨胀的问题，以及如何通过编写更简洁的模板代码来减小膨胀的影响。
编译错误和调试：掌握调试模板代码的方法，理解常见的编译错误信息，如“模板实例化失败”和“未定义模板方法”。

6. 模板在标准库中的应用

标准模板库（STL）：学习STL中的模板类和函数，如vector、list、map、algorithm等。

#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};std::sort(v.begin(), v.end());for (int n : v) {std::cout << n << ' ';}return 0;
}