C++ 大学MOOC 北大课程（郭炜老师）听课整理 第七周_02（函数模板）

提出问题

1）常常出现函数参数类型不同但函数逻辑完全相同的情况
例如交换函数 Swap
1：交换两个整型变量

void Swap(int& a1, int& a2){
 int tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2：交换两个double型变量

void Swap(double& a1, double& a2){
 double tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2）两函数逻辑完全相同，仅参数表不同，那么如何做可以只写一个 Swap函数就能完成两个函数的功能？

解决方式_函数模板

1）函数模板形式如下所示：
template < class 参数类型1, class 参数类型2, … >
返回值类型名 模板名 ( 形参表 ) { 函数体; }；
例如上述 Swap 函数：

template<class T2>
void Swap(T2& a1, T2& a2){
 T2 tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2）在函数使用中，编译器会根据函数所提供的实参类型自动生成相应的函数
例如：

int main(){
 int a = 2, b = 9;
 Swap(a, b);  //编译器自动生成void Swap(int& a1,int& a2);函数（模板实例化）
 cout << a << " " << b<<endl;
 double c = 1.2, d = 3.5;
 Swap(c, d); //编译器自动生成void Swap(double& a1,double& a2);函数（模板实例化）
 cout << c << " " << d<<endl;
 return 0;
}

输出：

9 2
3.5 1.2

3）函数模板中可以有不止一个参数类型，例如：

template<class t1,class t2>
t2 print(t1 a1, t2 a2){
 cout << a1 << " " << a2 << endl;
 return a2;
}

4）示例：输出数组中最大的元素

template<class t>
t MaxElement(t* a, int size){
 t Maxtmp = a[0];
 for (int i = 1; i < size; ++i){
  if (Maxtmp < a[i])
   Maxtmp = a[i];
 }
 return Maxtmp;
}
int main(){
 int a[5] = { 4, 3, 8, 54, 84};
 cout << MaxElement(a, 5)<<endl;
 return 0;
}

输出：

84

5）也可以不通过参数实例化模板
例如：

t2 print(t1 a1, t2 a2){
 cout << a1 << " " << a2 << endl;
 return a2;
}
int main(){
 cout<<print<int, double>(4, 5.2)<<endl;
 return 0;
}

输出：

4 5.2
5.2

6）函数模板可以重载，只要函数形参表和类型参数表不同即可
7）当出现多个函数和模板重载的情况下，编译器先找参数完全匹配的普通函数，再找参数完全匹配的函数模板，最后找通过实参类型转化可以匹配的普通函数
例如：

template<class t>
t Max(t a1, t a2){
 cout << "TemplateMax" << endl;
 return 0;
}
template<class t1,class t2>
t1 Max(t1 a1, t2 a2){
 cout << "TemplateMax2" << endl;
 return 0;
}
double Max(double a1, double a2){
 cout << "MyMax" << endl;
 return 0;
}
int main(){
 int i = 2, j = 3;
 Max(1.2, 1.3);  //输出MyMax
 Max(2, 3);  //输出TemplateMax
 Max(i, j);  //输出TemplateMax
 Max(1.2, 3);  //输出TemplateMax2
 return 0;

8）经典的函数模板示例：Map函数模板（将某一数组的某段的内容经过某种变化后赋给另一数组的某段位置）

template<class t,class h>
void Map(t* a, t* b, t* c, h op){  
 for (; a != b; ++a, ++c){
  *c = op(*a);
 }
}
int cub(int x){
 return x*x*x;
}
double squ(double x){
 return x*x;
}
int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }, b[5];
double c[5] = { 1.2, 2.3, 1.4, 2.5, 5.8 }, d[5];
int main(){
 Map(a, a + 5, b, squ);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << b[i] << " ";
 cout << endl;
 Map(a, a + 5, b, cub);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << b[i] << " ";
 cout << endl;
 Map(c, c + 5, d, squ);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << d[i] << " ";
 cout << endl;
 return 0;
}

输出：

1 4 9 16 25
1 8 27 64 125
1.44 5.29 1.96 6.25 33.64