C++模版函數

C++中的模版整體能夠分爲兩大類：模版函數、模版類。本篇文章先寫模版函數，接下來會介紹模版類。

定義：模版函數是通用的函數描述，也就是說它們使用通用類型來定義，其中的通用類型可用具體類型替換。

代碼實例：

#include <iostream>//模版函數的聲明template<typename T>void Swap(T& a,T& b);int main()
{    int i = 10;    int j = 20;
    std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
    Swap(i,j);//生成 void Swap(int &,int&);
    std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;    double x = 11.5;    double y = 19.5;
    std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
    Swap(x,y);//編譯器生成 void Swap(double &,double&);
    std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;    return 0;
}//模版函數的定義template<typename T>void Swap(T& a,T& b)
{
    T temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

以上實例爲最簡單的函數模版實例，編譯器會根據具體使用的類型生成相對應的函數。

重載的模版：

須要多個對不一樣的類型使用同一算法時可以使用模版，如上代碼所示。可是並不是全部的類型都使用相同的算法。爲知足這種需求，能夠像重載常規函數定義那樣重載模版定義。和重載常規函數同樣，重載函數的特徵表必須不一樣。代碼實例以下：

#include <iostream>//模版函數的聲明template<typename T>void Swap(T& a,T& b);const int iCount = 5;
template<typename T>void Swap(T* a,T*b,int n);int main()
{    int i = 10;    int j = 20;
    std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
    Swap(i,j);//生成 void Swap(int &,int&)
    std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;    double x = 11.5;    double y = 19.5;
    std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
    Swap(x,y);//編譯器生成 void Swap(double &,double&);
    std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;    int d[iCount] = {0,1,2,3,4};    int e[iCount] = {5,6,7,8,9};
    Swap(d,e,iCount);//匹配新的模版，進行數組的交換

    return 0;
}//模版函數的定義template<typename T>void Swap(T& a,T& b)
{
    T temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<typename T>void Swap(T* a,T*b,int n)
{    for (int i=0;i<iCount;++i)
    {
        T temp;
        temp = a[i];
        a[i] = b[i];
        b[i] = temp;
    }
}

如上代碼新增了一個模版，用於交換兩個數組中的元素，原來的模版特徵標爲（T&，T&），新模版的特徵標爲（T[],T[]),int)。注意，在後一個模版中，最後一個參數的類型爲具體類型（int），而不是通用類型，並不是全部的模版參數都必須是模版參數類型。

顯示具體化：

• 對於給定的函數名，能夠有非模版函數，模版函數和顯示具體化模版函數以及它們的重載版本。

• 顯示具體化的原型和定義應該以template<>打頭，並經過名稱來指出類型。

• 具體化將覆蓋常規模版，而非模版函數將覆蓋具體化和常規模版。

下面是用於交換Job結構的非模版函數，模版函數和具體化的原型。

void Swap（job &,job&);//非模版函數

template <typename T>

void Swap(T&，T&）;//模版函數

template <> void Swap<job>(job&，job&);//顯示具體化函數,其中Swap後的job參數可去掉，則函數簽名爲template <> void Swap(job&，job&);

前面指出，若是有多個原型，編譯器在選擇原型時，非模版將優先於顯示具體化和模版版本，而顯示具體化將優先於使用模版生成的版本。

以下面的調用：

double u,v;

Swap(u,v);//使用通用的模版

job a,b;

swap (a,b)//使用顯示具體化版本。

實例化和具體化：

    爲了進一步瞭解模版，必須理解術語實例化和具體化。記住，在代碼中包含函數模版自己並不會生成函數的定義，它只是一個用於生成函數定義的方案。編譯器使用模版爲特定類型生成定義時，獲得的是模版實例（instantiation）。例如：函數調用Swap（i，j),使編譯器生成一個Swap（)的一個實例，該實例使用int類型。模版並不是函數定義，但使用int的模版實例是函數定義。這種實例化方式被稱爲隱式實例化，由於編譯器之因此知道須要定義，是因爲程序調用Swap（）時提供了int參數。

    如今編譯器還能夠容許顯示實例化，這意味着能夠直接命令編譯器生成特定的實例，如Swap<int>。其句法是，聲明所選的種類-用<>符號指示類型，並在聲明前加上關鍵字template:

template void Swap<int>(int,int）;//顯示實例化

實現了這種特性的編譯器在看到上述聲明後，將使用Swap（）模版生成一個int類型的實例。

與顯示實例化不一樣的是，顯示具體化使用下面兩個等價聲明的之一：

template <> void Swap<int>(int,int);

template <> void Swap(int,int);

區別在於，這些聲明的意思是」不要使用Swap()模版來生成函數定義，而應該使用獨立的、專門的函數定義顯示爲int類型生成函數定義。

注意：試圖在一個編程單元中使用同一種類型的顯示具體化與顯示實例化將出錯。