C++之函數(shù)模板的概念及意義

一、函數(shù)模板的引出：

1、c＋＋中有幾種交換變量的方法：

（1）定義宏代碼塊

（2）定義函數(shù)

代碼版本一：

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
using namespace std；
＃define SWAP（t，a，b）
do
｛
t c ＝a；
a ＝b；
b ＝ c；
｝while（0）
int main（）
｛
int a ＝2；
int b ＝5；
SWAP（int ， a ， b ）；
cout＜＜＂a＝ ＂＜＜a＜＜endl；
cout＜＜＂b＝ ＂＜＜b＜＜endl；
double m ＝4；
double n ＝6；
cout＜＜＂m ＝ ＂＜＜m＜＜endl；
cout＜＜＂n＝ ＂＜＜n＜＜endl；
return 0；
｝

輸出結(jié)果：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ ．／a．out
a＝ 5
b＝ 2
m ＝ 4
n＝ 6

注解：我們看兩個(gè)數(shù)值交換成功。

我們?cè)儆檬褂煤瘮?shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，當(dāng)然以前我們?cè)?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/1743/" target="_blank">c語(yǔ)言里面使用指針傳參方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這種兩個(gè)數(shù)值直接的交換，現(xiàn)在我們利用c＋＋里面更加高級(jí)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是使用引用來(lái)實(shí)現(xiàn)（不過(guò)它的本質(zhì)還是指針來(lái)實(shí)現(xiàn)，只是我們只用引用再不用去考慮指針的細(xì)節(jié)了）

代碼版本二：

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
using namespace std；
void Swap（int＆ a ， int＆ b ）／／const int ＊ a ，const 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 ＝2；
int b ＝5；
Swap（a，b）；
cout＜＜＂a＝ ＂＜＜a＜＜endl；
cout＜＜＂b＝ ＂＜＜b＜＜endl；
double m ＝4；
double n ＝6；
cout＜＜＂m＝ ＂＜＜m＜＜endl；
cout＜＜＂n＝ ＂＜＜n＜＜endl；
string d ＝ ＂Txp＂；
string t ＝ ＂xiaoping＂；
cout＜＜＂d＝ ＂＜＜d＜＜endl；
cout＜＜＂t＝ ＂＜＜t＜＜endl；
return 0；
｝

輸出結(jié)果：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ ．／a．out
a＝ 5
b＝ 2
m＝ 4
n＝ 6
d＝ Txp
t＝ xiaoping

注解：同樣實(shí)現(xiàn)了交換功能。

2、兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)：

定義宏代碼塊

－優(yōu)點(diǎn)：代碼復(fù)用，適合所有的類(lèi)型

－缺點(diǎn)：編譯器不知道宏的存在，缺少類(lèi)型檢查

定義函數(shù)

－優(yōu)點(diǎn)：真正的函數(shù)調(diào)用，編譯器對(duì)類(lèi)型進(jìn)行檢查

－缺點(diǎn)：根據(jù)類(lèi)型重復(fù)定義函數(shù)，無(wú)法diam復(fù)用，從上面的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，我們每次都對(duì)Swap（）函數(shù)進(jìn)行重新定義，定參數(shù)的類(lèi)型不一致的時(shí)候

二、泛型編程閃亮出場(chǎng)：

1、泛型編程的概念：

不考慮具體數(shù)據(jù)類(lèi)型的編程方式，我們可以繼續(xù)拿我們剛才的那個(gè)Swap函數(shù)進(jìn)行改造，改成我們現(xiàn)在的泛型寫(xiě)過(guò)：

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

注解：Swap泛型寫(xiě)法中的T不是一個(gè)具體的數(shù)據(jù)類(lèi)型，而是泛指任意的數(shù)據(jù)類(lèi)型，這一點(diǎn)非常重要，明顯有了很大提升。

2、C＋＋中泛型編程

（1）函數(shù)模板：

－一種特殊的函數(shù)可用不同類(lèi)型進(jìn)行調(diào)用

－看起來(lái)和普通函數(shù)很相似，區(qū)別是類(lèi)型可以被參數(shù)化

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

（2）函數(shù)模板的語(yǔ)法規(guī)則：

template關(guān)鍵字用于聲明開(kāi)始進(jìn)行泛型編程

template關(guān)鍵字用于聲明泛指類(lèi)型

（3）函數(shù)模板的使用

自動(dòng)類(lèi)型推導(dǎo)調(diào)用

具體類(lèi)型顯示調(diào)用

int a ＝ 0；
int b ＝1；
Swap（a，b）／／這里屬于自動(dòng)推導(dǎo)
float c ＝2；
float d ＝6；
Swap＜float＞（c，d）；／／這里屬于顯示調(diào)用

代碼實(shí)踐：

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
using namespace std；
template ＜ typename T ＞／／ 開(kāi)始泛型編程，泛指類(lèi)型是 T；在下面函數(shù)定義中用 T 可以代表類(lèi)型；
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＝3；
int b＝5；
Swap（a，b）；／／自動(dòng)推導(dǎo)，等價(jià)于 Swap＜int＞（a， b）；
cout＜＜＂a＝ ＂＜＜a＜＜endl；
cout＜＜＂b＝ ＂＜＜b＜＜endl；
double m ＝4；
double n＝6；
Swap（m，n）；
cout＜＜＂m＝ ＂＜＜m＜＜endl；
cout＜＜＂n＝ ＂＜＜n＜＜endl；
string d ＝ ＂Txp＂；
string t ＝＂xiaoping＂；
Swap＜string＞（d，t）；／／顯示指定；將 T 替換成 string，然后進(jìn)行調(diào)用；
cout＜＜＂d＝ ＂＜＜d＜＜endl；
cout＜＜＂t＝ ＂＜＜t＜＜endl；
以下是選擇排序算法測(cè)試代碼
int array［5］＝｛3，5，6，4，9｝；
Println（array，5）；
Sort（array，5）；
Println（array，5）；
string s［5］＝｛＂c＂，＂c＋＋＂，＂rust＂，＂golang＂，＂python＂｝；
Println（s，5）；
Sort（s，5）；
Println（s，5）；
return 0；
｝

輸出結(jié)果：

vroot＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ ．／a．out
a＝ 5
b＝ 3
m＝ 6
n＝ 4
d＝ xiaoping
t＝ Txp
3，5，6，4，9，
3，4，5，6，9，
c，c＋＋，rust，golang，python，
c，c＋＋，golang，python，rust，

三、總結(jié)：

函數(shù)模板是泛型編程在c＋＋中的應(yīng)用方式之一

函數(shù)模板能夠根據(jù)實(shí)參對(duì)參數(shù)類(lèi)型進(jìn)行推導(dǎo)

函數(shù)模板支持顯示的指定參數(shù)類(lèi)型

函數(shù)模板是C＋＋中重要的代碼復(fù)用方式

好了，今天的分享就到這里，如果文章中有錯(cuò)誤或者不理解的地方，可以交流互動(dòng)，一起進(jìn)步。我是txp，下期見(jiàn)！