C++ 大學MOOC 北大課程（郭煒老師）聽課整理 第七週_02（函數模板）

提出問題

1）常常出現函數參數類型不同但函數邏輯完全相同的情況
例如交換函數 Swap
1：交換兩個整型變量

void Swap(int& a1, int& a2){
 int tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2：交換兩個double型變量

void Swap(double& a1, double& a2){
 double tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2）兩函數邏輯完全相同，僅參數表不同，那麼如何做可以只寫一個 Swap函數就能完成兩個函數的功能？

解決方式_函數模板

1）函數模板形式如下所示：
template < class 參數類型1, class 參數類型2, … >
返回值類型名 模板名 ( 形參表 ) { 函數體; }；
例如上述 Swap 函數：

template<class T2>
void Swap(T2& a1, T2& a2){
 T2 tmp;
 tmp = a1;
 a1 = a2;
 a2 = tmp;
}

2）在函數使用中，編譯器會根據函數所提供的實參類型自動生成相應的函數
例如：

int main(){
 int a = 2, b = 9;
 Swap(a, b);  //編譯器自動生成void Swap(int& a1,int& a2);函數（模板實例化）
 cout << a << " " << b<<endl;
 double c = 1.2, d = 3.5;
 Swap(c, d); //編譯器自動生成void Swap(double& a1,double& a2);函數（模板實例化）
 cout << c << " " << d<<endl;
 return 0;
}

輸出：

9 2
3.5 1.2

3）函數模板中可以有不止一個參數類型，例如：

template<class t1,class t2>
t2 print(t1 a1, t2 a2){
 cout << a1 << " " << a2 << endl;
 return a2;
}

4）示例：輸出數組中最大的元素

template<class t>
t MaxElement(t* a, int size){
 t Maxtmp = a[0];
 for (int i = 1; i < size; ++i){
  if (Maxtmp < a[i])
   Maxtmp = a[i];
 }
 return Maxtmp;
}
int main(){
 int a[5] = { 4, 3, 8, 54, 84};
 cout << MaxElement(a, 5)<<endl;
 return 0;
}

輸出：

84

5）也可以不通過參數實例化模板
例如：

t2 print(t1 a1, t2 a2){
 cout << a1 << " " << a2 << endl;
 return a2;
}
int main(){
 cout<<print<int, double>(4, 5.2)<<endl;
 return 0;
}

輸出：

4 5.2
5.2

6）函數模板可以重載，只要函數形參表和類型參數表不同即可
7）當出現多個函數和模板重載的情況下，編譯器先找參數完全匹配的普通函數，再找參數完全匹配的函數模板，最後找通過實參類型轉化可以匹配的普通函數
例如：

template<class t>
t Max(t a1, t a2){
 cout << "TemplateMax" << endl;
 return 0;
}
template<class t1,class t2>
t1 Max(t1 a1, t2 a2){
 cout << "TemplateMax2" << endl;
 return 0;
}
double Max(double a1, double a2){
 cout << "MyMax" << endl;
 return 0;
}
int main(){
 int i = 2, j = 3;
 Max(1.2, 1.3);  //輸出MyMax
 Max(2, 3);  //輸出TemplateMax
 Max(i, j);  //輸出TemplateMax
 Max(1.2, 3);  //輸出TemplateMax2
 return 0;

8）經典的函數模板示例：Map函數模板（將某一數組的某段的內容經過某種變化後賦給另一數組的某段位置）

template<class t,class h>
void Map(t* a, t* b, t* c, h op){  
 for (; a != b; ++a, ++c){
  *c = op(*a);
 }
}
int cub(int x){
 return x*x*x;
}
double squ(double x){
 return x*x;
}
int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }, b[5];
double c[5] = { 1.2, 2.3, 1.4, 2.5, 5.8 }, d[5];
int main(){
 Map(a, a + 5, b, squ);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << b[i] << " ";
 cout << endl;
 Map(a, a + 5, b, cub);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << b[i] << " ";
 cout << endl;
 Map(c, c + 5, d, squ);
 for (int i = 0; i < 5; ++i)
  cout << d[i] << " ";
 cout << endl;
 return 0;
}

輸出：

1 4 9 16 25
1 8 27 64 125
1.44 5.29 1.96 6.25 33.64