C++ 面向对象（类和对象）—— 函数模板

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文章目录

• 模板
• • 一、模板简介
  • 二、函数模板
  • • 2.1函数模板的基本语法
    • • 2.1.1函数模板的调用方式
      • 2.2函数模板的注意事项
      • 2.4函数模板案例
      • 2.5普通函数和函数模板的区别
      • 2.5.1隐式类型转换
      • 2.6普通函数和函数模板的调用规则
      • 2.7模板的局限性
      • • 2.7.1运算符重载
        • 2.7.2具体化模板

          模板

          • 本阶段主要针对于==C++范式编程和STL技术==进行详细讲解，探讨 C++ 更深层的应用

            template — 类模板

            template — 函数模板

            这两种模板的形式，在作用上是无差别的，唯一用法可能只是在于对函数模板和类模板的区分

            ---

            一、模板简介

            1. 类型安全：模板提供了类型安全，因为编译器会在编译时检查类型错误。
            2. 代码重用：通过使用模板，你可以编写一次代码，然后对多种类型重用它，从而减少代码重复，提高复用性。
            3. 性能：模板在编译时实例化，这意味着没有运行时开销，性能通常比使用虚函数或动态类型识别（如 typeid）更好。

            模板就是建立通用的摸具，大大提高复用性

            

            • 模板的特点：
              • 模板不可以直接使用，它只是一个框架
              • 模板的通用并不是万能的

                ---

                二、函数模板

                • C++的另一种编程思想叫做泛型编程，主要利用的技术就是模板
                • C++提供两种模板机制：函数模板 和 类模板

                  2.1函数模板的基本语法

                  • 函数模板的作用：

                    ​ 建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟类型来代表

                    C++
                    	void func(int a);
                    	 |         |
                     返回值类型   形参类型
                         T         T   使用虚拟类型T来代表
                    

                    语法：template + 后紧跟 + 函数声明或定义

                    紧跟的这一部分（函数声明或定义）就叫做函数模板

                    • template ---> 声明创建模板
                    • typename ---> 表示其后面的符号是一种数据类型，也可以使用class代替
                    • T ---> 通用的数据类型，名称可替换

                      模板存在的意义：数据类型的参数化

                      ---

                      • 当我们打算实现两数交换，但我们并不明确两数的数据类型，我们可以写出无数种方式

                        C++
                            内置数据类型
                            void SwapInt(int& x, int& y)
                        	{
                                int temp = x;
                                x = y;
                        		y = temp;
                        	}
                        	void SwapDouble(double& x, double& y)
                        	{
                        		double temp = x;
                        		x = y;
                        		y = temp;
                        	}
                        	
                        	自定义数据类型
                        	void SwapPerson(Person& x, Person& y);...
                        

                        • 但是，我们发现，除返回值类型与参数的数据类型不同外，其余代码逻辑都是相同的
                        • 于是函数模板就实现了

                          ---

                          2.1.1函数模板的调用方式

                          C++
                              //声明一个模板，告诉编译器T是一个通用的数据类型，及告诉编译器模板T后紧跟着的那段代码不要报错！
                              template
                              void My_Swap(T& x, T& y)
                          	{
                              	T temp = x;
                              	x = y;
                                  y = x;
                          	}
                          --->模板的使用方式：
                          	int main()
                              {
                                  //1.自动类型推导
                                  My_Swap(参数1， 参数2);
                                  
                                  //2.显示指定类型(推荐 - 隐式类型转换) - 明确告诉编译器你想要的数据类型
                                  My_Swap(参数1， 参数2);--->(a, b);
                              }
                          

                          ---

                          2.2函数模板的注意事项

                          注意事项：

                          • 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T
                          • 模板必须要确定T的数据类型

                            1.自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T

                            C++
                                template
                                void My_Swap(T& x, T& y)
                            	{
                            		...	
                            	}
                            int main()
                            {
                                int a = 1, b = 2;
                                char c = 'a';
                                My_Swap(a, b);--->true
                                My_Swap(a, c);--->false
                                return 0;
                            }
                            

                            

                            ---

                            2.模板必须要确定T的数据类型

                            C++
                                template
                            	void func()--->函数体 func() 是函数模板，但没有指定模板参数  T 的具体类型
                            	{
                            		cout
                            		func();---也没有在调用 func 时提供类型参数
                                        
                            //如果想调用func()，那么可以给模板显示指定一个数据类型
                                    func这样，就可以调用到func()
                            		return 0;
                            	}
                            

                            

                            ---

                            2.4函数模板案例

                            案例描述：

                            • 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同的数据类型进行排序

                            • 排序规则从大到小，排序算法为选择排序

                            • 分别用char数组和int数组进行排序

                              1.逐一解决模板，首先我们需要先建立一个排序模板

                              #include
                              using namespace std;
                              template
                              void My_Sort(T arr[], int len)
                              {
                              	for (int i = 0; i  
                              2.在我们搭建排序模板的过程中，我们发现我们还需要一个支持两数交换的模板
                               
                              C++
                              	template
                              	void My_Swap(T& x, T& y)
                              	{
                              		T temp = x;
                              		x = y;
                              		y = temp;
                              	}
                               
                              3.当我们所有的算法步骤解决后，我们就可以再次利用模板的方式来输出结果了
                               
                              C++
                              	//输出模板
                              	template
                              	void My_Print(T arr[], int len)
                              	{
                              		for (int i = 0; i