C++函数模板学习总结

函数模板是什么？

通用函数描述，使用泛型来定义函数，其中的泛型可以用具体的类型来替换，使用函数模板的编程有时候也叫做泛型编程。

知识总结

在标准的C++98添加关键字typename之前，C++使用关键字class来创建函数模板。

// 函数声明，声明时也要用模板的方式
template <typename T>
void Swap(T &a, T &b);

注意函数模板不能缩短可执行程序，最终的代码不包含任何模板，而只包含了为程序生成的实际函数。使用函数模板的好处是，使得生成多个函数定义更加的简单、可靠。

并非所有的模板参数都必须是模板参数类型。

模板函数也可以用来重载。

要注意函数模板的局限性，如对结构进行比较大小等操作时，模板函数可能无法处理某些类型。

具体化

可以提供一个具体化的定义，称为显示具体化。

.对于给定的函数名，可以有：
非模板函数
模板函数
显示具体化模板函数
以及他们的重载类型。

显示具体化的原型和定义应该以:
template<>
开头，并通过名称来指出类型。

优先级关系：
非模板函数 > 显示具体化函数
显示具体化函数 > 常规模板函数

template <typename T>
void Swap(T &, T &);// 显示具体化函数的声明
template <> void Swap<job> (job &, job &);
// 等价于
template <> void Swap<> (job &, job &);

在代码中包含函数模板本身并不会生成函数定义，它只是一个用于函数定义的方案。

最初，编译器只能通过隐式实例化，来使用模板生产函数定义，但现在C++还允许使用显示实例化(explicit instantiation)。

// 显示实例化的声明
template void Swap<int> (int, int);
// 显示具体化的声明
template<> void Swap<int> (int &, int &);
template<> void Swap<> (int &, int &); // 等价

注意：视图在同一个文件（或转换单元）中使用同一种类型的显示实例和显示具体化将出错。

可以通过在程序中使用函数来创建显示实例化。

template<class T>
T Add(T a, T b)
{return a + b;
}int m = 6;
double x = 6.66666;
double ans  = Add<double> (x, m);

隐式实例化、显示实例化和显示具体化统称为具体化(specialization) 。

重载解析

创建候选函数列表。
使用候选函数列表创建可行函数列表
确定是否有最佳的可行函数

在第一步中，锁定同名的函数和函数模板。

在第二步中，创建的都是参数数目正确的函数，有一个隐式转换序列，包括实参类型与形参类型完全匹配的情况。

第三步就是匹配，匹配成功，就可以使用他，匹配不成功，调用报错。

最佳匹配顺序

完全匹配，但是正常的函数要优于模板函数。
提升转换
标准转换
用户自定义的转化

错误情况

正常请胯下，如果有多个匹配的原型，则编译器无法完成重载解析过程。

如果没有最佳的可行函数，编译器会出现二义性的报错。

ambiguous——二义性

例外

但有些情况下，即使有两个函数完全匹配，却仍旧可以正常的执行。

例如，

执行非const数据的指针和引用，优先于const指针和引用。
非模板函数的完全匹配由于模板函数（包括显示具体化）的完全匹配。
如果两个完全匹配都是模板函数，则较具体的模板函数优先。即显示具体化优于隐式具体化。
最具体并不一定意味着显示具体化，而是值编译器推断使用哪种类型的时候，执行的转换最少。

#include <iostream>using namespace std;template<class T>
T adds(T a, T b, T c)
{return a + b + c;
}template <typename T>
T pows(T a, T b, T c)
{// 乘法int不会自动转化成longlongreturn  a * b * c;
}template <class T1, typename T2>
auto try_not_same(T1 a, T2 b) -> decltype(a + b)
{return a + b;
}int main()
{cout << adds(5, 6, 9) << endl;cout << pows(500, 2000, 100000) << endl;cout << try_not_same(4, 4.0) << endl;return 0;
}

总结：当你感觉概念模糊不清的时候，试着写两个例子，你会发现，其实并非你想想的那样困难，这样的设计，有其巧妙之处，你可以学习到很多的知识，最重要的是，你会写了，你下次遇到的时候，不会很害怕了。