C++函数模板
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b) { T temp; temp = a; a = b; b = temp; }
在使用模板函数时,编译器根据实际的类型生成相应的函数定义。
重载的模板
并非所有的类型都使用相同的算法,可以像重载常规函数那样重载模板函数定义。
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b); //#1 template<typename T> void Swap(T *a ,T *b,int n);//#2 最后一个参数是具体类型 int main() { int i =10,j=20; Swap(i,j);//使用#1 const int Lim = 8; int d1[Lim]={0,1,2,3,4,5,6,7}; int d2[Lim]={7,6,5,4,3,2,1,0}; Swap(d1,d2,Lim);//使用#2 } template<typename T> void Swap(T &a ,T &b) { T temp; temp = a; a = b; b = temp; } template<typename T> void Swap(T *a ,T *b,int n) { T temp; for(int i=0;i<n;i++) { temp =a[i]; a[i]=b[i]; b[i]=temp; } }
模板局限性
某些时候,类型T的相应操作只适用于数组,如果T为结构体则模板函数便不成立
同样,如if(a>b)
,如果T为结构,则>便不成立
解决方案:
- 重载运算符号
- 为特定类型提供具体化模板定义
显示具体化
当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时,将使用该定义,不再寻找模板。
- 对于给定的函数名,可以有非模板函数、模板函数和显示具体化模板函数以及各自的重载版本。
- 显示具体化的原型和定义以
template<>
开头,并通过名称来指出类型 - 调用顺序是:非模板函数>具体化模板函数>模板函数
void Swap(job& ,job&); template <typename T> void Swap(T&,T&); template<> void Swap<job>(job& ,job&);//显示具体化 //Swap<job>中<job>是可选的,因为函数的参数类型表明,这是job的一个具体化,所以也可以这样写: template<> void Swap(job& ,job&);
实例化和具体化
注意:函数模板并不会生成函数定义,他只是生成一个用于生成函数定义的方案,编译器使用模板为特定的类型生成函数定义时,得到的是模板实例。
template<typename T> void Swap(T &a ,T &b); int a =10,b=20; Swap(a,b);//因为提供了int类型的参数,所以自动生成了int类型的模板实例。这样是==隐式实例化== //也可以直接命令编译器创建特定的实例 //显示实例化 template void Swap<int>(int &,int &);//使用Swap()模板生成int类型的函数定义 //显示具体化 template<> void Swap<int>(int& ,int&); template<> void Swap(int& ,int&); //区别在于:具体化是不使用Swap()模板函数生成函数定义,而是使用专门为int类型显示定义的函数定义 //简单的理解,具体化是对函数的声明,而实例化是对模板函数的使用
template<typename T> T Add(T a,T b) { return a+b; } int m=6; double x=10.5; Add<double>(x,m); //与Add(x,m)不匹配,因为一个是int一个是double //通过Add<double>实例化,可强制将m转为double //但是同样的对Swap便不能成功,因为Swap中使用的是引用类型 Swap<double>(m,x);//double& 不能指向int
//使用案例 template <typename T> void Swap(T &,T &); template<> void Swap<job>(job&,job&);//具体化 int mian() { template void Swap<char>(char& ,char&); short a,b; Swap(a,b);//隐式实例化 job n,m; Swap(n,m);//显示具体化 char g,h; Swap(g,h);//显示实例化 }
模板函数类型的确定
template<class T1,class T2> void fun(T1 x,T2 y) { ?type? s=x+y; //因为是模板函数,此时?type?类型不确定 }
C++11增加decltype
关键字
template<class T1,class T2> void fun(T1 x,T2 y) { decltype(x+y) s=x+y; //s类型与x+y的类型一致 }
使用decltype(expression) var
的步骤:
- 如果expression没有用括号括起来,则var与expression类型相同,包括const等限定符
double x =5.5; double& z =x; const double* pd; decltype(x) w; //w为double类型 decltype(z) u; //u为double& 类型 decltype(pd) v; //v为const double* 类型
- 如果expression是一个函数调用,则var与返回值类型相同。并不会实际调用函数,编译器通过查看原型来确定返回值类型
- 如果expression是一个左值,则var为指向其类型的引用。常见的情况如下:
double x = 4.5; decltype((x)) r = x;//r是double&类型 decltype(x) r = x;//r是double类型 //括号不会改变expression的值和左值性 //可理解为加括号仅仅是decltype声明引用的一种方式
- 如果前3条都不满足,则var与expression类型相同
int j=3; int &k=j; int &n=j; decltype(j+6) x; //x是int decltype(k+n) y;//y是int ,虽然k和n是引用,但是k+n不是引用是2个int的和
如果多次声明,可以结合typedef
和decltype
typedef decltype(x+y) xytype; xytype z = x+y; xytype arr[10];
但是某些需定义返回值类型的函数模板任然不能得到解决,如:
template<class T1,class T2> ?type? fun(T1 x,T2 y) //此时无法确定类型 { return x+y; }
C++新增语法auto h(int x,float y) -> double
,这称为后置返回类型,auto是一个占位符
template<class T1,class T2> auto fun(T1 x,T2 y)->decltype(x+y) //后置类型使用decltype { return x+y; }