泛型編程之函數(shù)模板

 》模板的引入，為什么要使用模板？

   在程序設(shè)計(jì)中往往存在這樣一種現(xiàn)象：兩個(gè)或多個(gè)函數(shù)的函數(shù)體完全相同，差別僅在于他們的參數(shù)類型不同，就需要分別給不同的數(shù)據(jù)類型定義不同的版本。

   解決以上問題的一個(gè)比較好的方法就是使用模板。模板是實(shí)現(xiàn)代碼重用機(jī)制的一種工具，他可以實(shí)現(xiàn)類型參數(shù)化，即把類型定義為參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用。

 》模板的分類：

   模板分為函數(shù)模板和類模板。他們分別允許用戶構(gòu)造模板函數(shù)和模板類。

 》函數(shù)模板：

   建立一個(gè)通用函數(shù)，其函數(shù)返回類型和形參類型不確定，用一個(gè)虛擬的類型來代表，這個(gè)通用函數(shù)就稱為函數(shù)模板。

  函數(shù)模板聲明格式：

   template <typename 類型參數(shù)>

   返回類型 函數(shù)名（模板形參表）

   {函數(shù)體

   }

其中template是一個(gè)表明聲明一個(gè)模板的關(guān)鍵字；

  typename也可以用class作用一樣表示其后是一個(gè)虛擬的類型名；

  類型參數(shù)實(shí)際上是一個(gè)類型名；

例：

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

》如何使用函數(shù)模板

  上面max（）函數(shù)代表一類函數(shù)，要使用這個(gè)模板函數(shù)就需要將T實(shí)例化為確定的數(shù)據(jù)類型，這個(gè)實(shí)例化的參數(shù)就叫做模板實(shí)參。

  函數(shù)名（模板實(shí)參表）

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;
}

結(jié)果：

從上例看出，函數(shù)模板提供了一類函數(shù)的抽象，它以類型參數(shù)T為參數(shù)及函數(shù)返回值的虛擬類型。函數(shù)模板經(jīng)實(shí)例化而生成的具體函數(shù)稱為模板函數(shù)。

》一個(gè)和指針相關(guān)的函數(shù)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 << "這個(gè)整型數(shù)組的元素之和是：" << itotal << endl;
cout << "這個(gè)雙精度型數(shù)組的元素之和是：" << dtotal << endl;
return 0;
}

結(jié)果：

  在程序中生成了兩個(gè)模板函數(shù)，sum（int_array）和sum(double_array)分別將類型參數(shù)實(shí)例化為int型和double型。

》同樣的函數(shù)模板也允許使用多個(gè)類型參數(shù)，但是template定義部分的每個(gè)類型參數(shù)前必須要有關(guān)鍵字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;
}

結(jié)果：

1.在這個(gè)程序中，生成了兩個(gè)模板函數(shù)，“two_para(99,"zhang")”,分別用模板實(shí)參int,char*將類型參數(shù)para1和para2實(shí)例化，“two_para(123.45,888L)”,分別用模板實(shí)參double,long將類型參數(shù)para1和para2實(shí)例化，

2.在template語句與函數(shù)模板定義語句之前不允許插入別的語句。

3.同一般函數(shù)一樣，函數(shù)模板也可以重載。

》

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;
}

結(jié)果：

》函數(shù)模板和非函數(shù)模板可以重載，調(diào)用順序是：首先尋找一個(gè)參數(shù)完全匹配的非函數(shù)模板，如果找到就調(diào)用它，如果沒有就尋找函數(shù)模板將其實(shí)例化，產(chǎn)生一個(gè)匹配的模板函數(shù)。