C++学习33 函数模板

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在《C++函数重载》一节中,为了求三个数的最大值,我们通过函数重载定义了三个名字相同、参数列表不同的函数,如下所示:

//求三个整数的最大值
int max(int a, int b, int c){
    if(b>a) a=b;
    if(c>a) a=c;
    return a;
}
//求三个浮点数的最大值
double max(double a, double b, double c){
    if(b>a) a=b;
    if(c>a) a=c;
    return a;
}
//求三个长整型数的最大值
long max(long a, long b, long c){
    if(b>a) a=b;
    if(c>a) a=c;
    return a;
}

这些函数虽然在调用时方便了一些,但从本质上说还是定义了三个功能相同、函数体相同的函数,仍然不够节省代码。能不能把它们压缩成一个呢?

能!可以借助本节讲的函数模板。

我们知道,数据或数值可以通过函数参数传递,在函数定义时它们是未知的,只有在发生函数调用时才能确定其值。这就是数据的参数化。

其实,数据类型也可以通过参数来传递,在函数定义时可以不指明具体的数据类型,当发生函数调用时,编译器可以根据传入的参数自动确定数据类型。这就是数据类型参数化。

所谓函数模板,实际上是建立一个通用函数,其返回值类型和形参类型不具体指定,用一个虚拟的类型来代替(实际上是用一个标识符来占位)。这个通用函数就称为函数模板(Function Template)。凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替,不必定义多个函数,只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会用实参的类型来取代模板中的虚拟类型,从而实现了不同函数的功能。

定义模板函数的语法为:

template <typename 数据类型参数 , typename 数据类型参数 , ...> 返回值类型 函数名(形参列表){
    //TODO:
    //在函数体中可以使用数据类型参数
}

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 是声明数据类型参数名的关键字,多个数据类型参数以逗号分隔。例如,求两个数的值:

//在返回值类型、形参列表、函数体中都可以使用T
template<typename T> T sum(T a, T b){
    T temp = a + b;
    return temp;
}

template<typename T>为模板头,T为类型参数。模板函数的调用形式和普通函数一样:

int n = sum(10, 20);
float m = sum(12.6, 23.9);

编译器可以根据调用时传递的参数来自动推演数据类型。

C++学习33 函数模板

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