深入理解函数模板

函数模板深入理解
-编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数
-编译器会对函数模板进行两次编译
　　对模板代码本身进行编译
　　对参数替换后的代码进行编译

注意事项：
-函数模板本身不允许隐式类型转换
　　自动推导类型时，必须严格匹配
　　显示类型指定时，能够进行隐式类型转换

编程实验
函数模板本质分析

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
public:
    Test()
    {
        cout << "Test()" << endl;
    }
};

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

typedef void(FuncI)(int&, int& b);
typedef void(FuncD)(double&, double&);
typedef void(FuncT)(Test&,Test&);

int main()
{
    FuncI* pi = Swap;//在这个地方，编译器看到你要使用Swap了，T没有被显示的指定，要用Swap去初始化一个函数指针，这个函数指针是什么类型呢？函数指针的类型就是FuncI，它会再看一下FuncI是如何定义的。因此编译器就能自动推导T为int。
    FuncD* pd = Swap; //同理，编译器就能自动推导T为double
    FuncT* pt = Swap;

    cout << "pi = " << reinterpret_cast<void*>(pi) << endl;
    cout << "pd = " << reinterpret_cast<void*>(pd) << endl;
    cout << "pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl;

    return 0;
}

多参数函数模板
函数模板可以定义任意多个不同的类型参数
template<typename T1, typename T2, typename T3>
T1 Add(T2 a, T3 b)
{
　　return static_cast<T1>(a + b);
}

int r = Add<int, float, double>(0.5, 0.8);

对于多参数函数模板
-无法自动推导返回值类型
-可以从左向右部分指定类型参数
// T1 = int,T2 = double, T3 = double
int r1 = Add<int>(0.5, 0.8);

//T1 = int, T2 = float, T3 = double
int r2 = Add<int,float>(0.5,0.8)

//T1 = int, T2 = float, T3 = float
int r3 = Add<int, float, float>(0.5,0.8)
工程中将返回值参数作为第一个类型参数

编程实验
多参数函数模板

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template<typename T1, typename T2, typename T3>
T1 Add(T2 a, T3 b)
{
    return static_cast<T1>(a + b);
}

int main()
{
    // T1 = int,T2 = double, T3 = double
    int r1 = Add<int>(0.5, 0.8);

    //T1 = double, T2 = float, T3 = double
    double r2 = Add<double,float>(0.5,0.8);

    //T1 = float, T2 = float, T3 = float
    float r3 = Add<float, float, float>(0.5,0.8);

    cout << "r1=" << r1 << endl;   //r1=1
    cout << "r2=" << r2 << endl;   //r2 =1.3
    cout << "r3=" << r3 << endl;   //r3 = 1.3

    return 0;
}

重载函数模板

当函数重载遇见函数模板会发生什么？
函数模板可以像普通函数一样被重载
-C++编译器优先考虑普通函数
-如果函数模板可以产生一个更好的匹配，那么选择模板
-可以通过空模板实参列表限定编译器只匹配模板

int r1 = Max(1,2);
double r2 = Max<>(0.5, 0.8); //在这里就使用了空模板实参列表，限定编译器只匹配函数模板

编程实验

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;


template < typename T >
T Max(T a, T b)
{
    cout << "T Max(T a, T b)" << endl;

    return a > b ? a : b;
}

int Max(int a, int b)
{
    cout << "int Max(int a, int b)" << endl;

    return a > b ? a : b;
}

template < typename T >
T Max(T a, T b, T c)
{
    cout << "T Max(T a, T b, T c)" << endl;

    return Max(Max(a, b), c);
}

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    cout << Max(a, b) << endl;                   // 普通函数 Max(int, int),编译器会优先考虑它，然后再看一下形参是否匹配。

    cout << Max<>(a, b) << endl;                 // 函数模板 Max<int>(int, int)

    cout << Max(3.0, 4.0) << endl;               // 函数模板 Max<double>(double, double)

    cout << Max(5.0, 6.0, 7.0) << endl;          // 函数模板 Max<double>(double, double, double)

    cout << Max('a', 100) << endl;               // 普通函数 Max(int, int)

    return 0;
}