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网站建设3000字,什么是优化师,中国建设监理协会官方网站,跨境电商为什么招人难目录 1. 什么是函数模板? 2. 如何定义函数模板? 3. 如何使用函数模板? 4. 函数模板与函数重载的区别是什么? 5. 函数模板与类模板有何异同点? 1. 什么是函数模板? - 函数模板是一种通用的函数描述&…

目录

1. 什么是函数模板?

2. 如何定义函数模板?

3. 如何使用函数模板?

4. 函数模板与函数重载的区别是什么?

5. 函数模板与类模板有何异同点?


1. 什么是函数模板?

- 函数模板是一种通用的函数描述,可以定义多个同名函数,以适应不同类型的参数。

如果在 C++ 中,也能够存在这样一个 模具 ,通过给这个模具中 填充不同材料 ( 类型 ) ,来 获得不同材料的铸件
( 即生成具体类型的代码) ,那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好,我们只需在此乘凉。
泛型编程:编写与类型无关的通用代码,是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。

 

2. 如何定义函数模板?

- 使用 template 关键字定义模板函数,语法为:```template <typename T>returnType functionName(T arg1, T arg2, ...){// function body}```
- typename 是一个关键字,表示类型参数。
- T 是函数的类型参数,可以是任何合法的 C++ 数据类型,包括内置类型和自定义类型。

3. 如何使用函数模板?

- 在调用函数时,编译器会根据实参类型确定调用哪个函数模板,语法如下:```functionName<type>(arg1, arg2, ...)```
- type 表示实参的数据类型,必须与函数模板中的类型参数 T 匹配。

以下时使用函数模板的示例:

  1. 定义一个函数模板

    template <typename T>
    T maximum(T a, T b) {return a > b ? a : b;
    }
    

    这个函数模板定义了一个名为 maximum 的函数,它有两个类型参数。它可以比较任意类型的值,并返回其中的最大值。

  2. 实例化函数模板

    我们可以通过在函数名后面加上尖括号 <T> 来实例化函数模板,并指定类型参数 T 的具体类型。例如:

    int max_int = maximum<int>(3, 5);
    double max_double = maximum<double>(2.5, 1.8);
    

    在第一行代码中,我们以 int 类型实例化了 maximum 函数模板,并将其应用于整数值 3 和 5。编译器会生成一个具体的函数实现,比较这两个整数值并返回其中的最大值。

    在第二行代码中,我们以 double 类型实例化了 maximum 函数模板,并将其应用于浮点数值 2.5 和 1.8。编译器同样会生成一个具体的函数实现,比较这两个浮点数值并返回其中的最大值。

  3. 自动推导类型                                                                                                                          在C++函数模板实例化时,编译器会根据传入的实参类型来自动推导出模板形参的类型。    例如:

  4. template<typename T>
    void print(T value) {std::cout << value << std::endl;
    }int main() {print(10); // 推导出T为intprint("hello"); // 推导出T为const char*return 0;
    }
    

    在上述代码中,当我们调用print(10)print("hello")时,编译器会自动推导出T分别为intconst char*。然后根据这个T类型实例化出对应的函数模板。最终编译器将生成如下的代码:

    void print(int value) {std::cout << value << std::endl;
    }void print(const char* value) {std::cout << value << std::endl;
    }

4. 函数模板与函数重载的区别是什么?

- 函数重载是指在同一个作用域内定义多个同名函数,但它们的参数数量或类型不同。
- 函数模板是一种通用的函数描述,可以定义多个同名函数,以适应不同类型的参数。

通过函数模板生成的不同的函数之间是具有重载关系的。

具体来说,当我们使用函数模板时,编译器会根据实参的类型来确定最终调用的函数。如果有多个函数模板可以匹配实参类型,编译器会根据一定的匹配规则选择最合适的函数模板。如果最终的匹配结果对应的函数模板已经被实例化,那么就会调用相应的函数实现;否则,编译器会根据该类型参数的具体类型生成一个新的函数实现,并将其添加到重载候选函数集中。

因此,通过函数模板生成的不同函数之间是具有重载关系的,它们可以通过重载分辨符 operator() 来区分。例如,对于以下的函数模板:

template<typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}

当我们分别调用 add(1, 2) 和 add(3.0f, 4.0f) 时,编译器会生成两个不同的函数实现:

int add(int a, int b) {return a + b;
}float add(float a, float b) {return a + b;
}

这两个函数之间就具有函数重载关系。

5. 函数模板与类模板有何异同点?

- 函数模板和类模板都是泛型编程的工具。
- 函数模板是用来生成函数的,类模板是用来生成类的。
- 函数模板中的类型参数可以应用于函数的参数、返回值和局部变量;类模板中的类型参数只能应用于类的成员变量和成员函数。
  1. 函数模板的一些常见使用场景:
    • 容器类的泛型算法,如 STL 中的 sort()、find() 等。
    • 数学库中的数值计算函数,如求平方根、幂函数等。
    • 模板元编程,即使用模板来实现某些编译时的计算或操作。
  2. 类模板是一种通用的类描述,可以根据不同的类型参数生成多个具体的类实现。下面是类模板的一些常见使用场景:

    1. 容器类的泛型实现:STL 中的 vector、list、map 等容器都是通过类模板实现的。这些容器类需要支持不同类型的元素,因此需要通过类型参数来实现泛型。

    2. 模板化算法:与容器类相似,许多算法也需要支持不同类型的数据。例如,可以用类模板来实现排序、查找、匹配等算法。

    3. 模板元编程:模板元编程是指利用 C++ 模板系统进行编译时计算的技术。可以通过类模板来实现许多元编程技巧,例如在编译期计算阶乘、斐波那契数列、类型列表等。

    4. 设计模式:设计模式是一些经过验证的、可复用的解决方案,用于解决软件设计中的常见问题。类模板是实现许多设计模式的基础,如单例模式、策略模式、桥接模式、享元模式等。

    5. 库的开发:C++ 库的开发通常需要使用到类模板。库的设计者需要考虑到用户可能会使用不同类型的数据,因此要使用类模板来实现泛型。

http://www.khdw.cn/news/49944.html

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