泛型编程之函数模板

 》模板的引入，为什么要使用模板？

   在程序设计中往往存在这样一种现象：两个或多个函数的函数体完全相同，差别仅在于他们的参数类型不同，就需要分别给不同的数据类型定义不同的版本。

   解决以上问题的一个比较好的方法就是使用模板。模板是实现代码重用机制的一种工具，他可以实现类型参数化，即把类型定义为参数，从而实现代码复用。

 》模板的分类：

   模板分为函数模板和类模板。他们分别允许用户构造模板函数和模板类。

 》函数模板：

   建立一个通用函数，其函数返回类型和形参类型不确定，用一个虚拟的类型来代表，这个通用函数就称为函数模板。

  函数模板声明格式：

   template <typename 类型参数>

   返回类型 函数名（模板形参表）

   {函数体

   }

其中template是一个表明声明一个模板的关键字；

  typename也可以用class作用一样表示其后是一个虚拟的类型名；

  类型参数实际上是一个类型名；

例：

template <typename T>
T max(T x, T y)
{
	return (x > y) ? x : y;
}

》如何使用函数模板

  上面max（）函数代表一类函数，要使用这个模板函数就需要将T实例化为确定的数据类型，这个实例化的参数就叫做模板实参。

  函数名（模板实参表）

例：

template <typename T>
T max(T x, T y)
{
return (x > y) ? x : y;
}
int main()
{
int i1 = 19,i2=23;
double d1 = 50.344, d2 = 4656.346;
char c1 = 'k', c2 = 'n';
cout << "The max of i1,i2 is= " << max(i1, i2) << endl;
cout << "The max of d1,d2 is= " << max(d1, d2) << endl;
cout << "The max of c1,c2 is= " << max(c1, c2) << endl;
return 0;
}

结果：

从上例看出，函数模板提供了一类函数的抽象，它以类型参数T为参数及函数返回值的虚拟类型。函数模板经实例化而生成的具体函数称为模板函数。

》一个和指针相关的函数模板

template <typename AT>
AT sum(AT* array, int size = 0)
{
AT total = 0;
for (int i = 0; i < size; i++)
{
total += array[i];
}
return total;
};
int int_array[] = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 1010 };
double double_array[] = { 11.1,22.2,33.3, 44.4, 55.5, 66.6, 77.7, 88.8, 99.9, 100.10 };
int main()
{
int itotal = sum(int_array, 10);
double dtotal = sum(double_array, 10);
cout << "这个整型数组的元素之和是：" << itotal << endl;
cout << "这个双精度型数组的元素之和是：" << dtotal << endl;
return 0;
}

结果：

  在程序中生成了两个模板函数，sum（int_array）和sum(double_array)分别将类型参数实例化为int型和double型。

》同样的函数模板也允许使用多个类型参数，但是template定义部分的每个类型参数前必须要有关键字typename。

template <typename para1,typename para2>
void two_para(para1 x, para2 y)
{
cout << x << ' ' << y << endl;
}
int main()
{
two_para(99, "zhang");
two_para(123.45, 888L);
return 0;
}

结果：

1.在这个程序中，生成了两个模板函数，“two_para(99,"zhang")”,分别用模板实参int,char*将类型参数para1和para2实例化，“two_para(123.45,888L)”,分别用模板实参double,long将类型参数para1和para2实例化，

2.在template语句与函数模板定义语句之前不允许插入别的语句。

3.同一般函数一样，函数模板也可以重载。

》

template <typename Type>
Type min(Type x, Type y)
{
	return (x < y) ? x : y;
}

template <typename Type>
Type min(Type x, Type y, Type z)
{
	Type t;
	t = (x < y) ? x : y;
	return (t < z) ? t: z;
}

int main()
{
	int m = 10, n = 20, min2;
	double a = 10.1, b = 20.2, c = 30.3, min3;
	min2 = min(m, n);
	min3 = min(a, b, c);
	cout << "min(" << m << "," << n << ")=" << min2 << endl;
	cout << "min(" << a << "," << b << "," << c << ")=" << min3 << endl;
	return 0;
}

结果：

》函数模板和非函数模板可以重载，调用顺序是：首先寻找一个参数完全匹配的非函数模板，如果找到就调用它，如果没有就寻找函数模板将其实例化，产生一个匹配的模板函数。