C++泛型編程之函數模板
泛型語義
泛型(Generic Programming)，即是指具有在多種數據類型上皆可操作的含意。泛型編
程的代表作品 STL 是一種高效、泛型、可交互操作的軟件組件。
泛型編程最初誕生於 C++中，目的是為了實現 C++的 STL（標準模板庫）。其語言支
持機制就是模板（Templates）。
模板的精神其實很簡單：類型參數化(type parameterized)，即，類型也是一種參數，
也是一種靜多態。 換句話說， 把一個原本特定於某個類型的算法或類當中的類型信息抽掉，
抽出來做成模板參數。
函數模板
引子：重載函數，雖然在一定程度上達到了多類型適應的目的，但是不徹底，且有二義性存在。
#include <iostream>
using namespace std;
void myswap(int & a, int &b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
void myswap(double & a, double &b)
{
double t = a;
a = b;
b = t;
}
int main()
{
long a = 2; long b = 3;
myswap(a,b); //ambiguous
cout<<a<<b<<endl;
函數模板
語法：在一個函數的參數表， 返回類型和函數體中使用參數化的類型。
template<typename/class 類型參數 T1， typename/class 類型參數 T2,...>
特點：結構上與普通函數無異，但是在傳入參數和返回值上做了泛化
返回類型 函數模板名(函數參數列表)
{
函數模板定義體
}
案例：（概念比較抽象，請通過案例來觀察其特點）
關於類型，今後我們會在博客的叠代中說明，多個不同類型參數的情況如何處理。
函數模板與普通函數的區別無非就是將函數參數高度抽象化，使其具備處理更多數據類型的能力。
特性小結
1）嚴格匹配，不存在隱式轉化。
2）先實例化，再調用。
3）類型參數可以省略。
4）尺有所長，寸有所短。
原理：
編譯器並不是把函數模板處理成能夠處理任意類的函數； 編譯器從函數模板通過
具體類型產生不同的函數； 編譯器會對函數模板進行兩次編譯： 在聲明的地方對模板
代碼本身進行編譯， 在調用的地方對參數替換後的代碼進行編譯。
函數模板的應用——將快速排序算法實現模板化
#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;
template<typename T>
void quickSort(T * array,int left, int right)
{
if(left<right)
{
int low = left; int high = right;
T pivot = array[low];
while(low<high)
{
while(array[high] >= pivot && high>low )
high--;
array[low] = array[high];
while(array[low] <= pivot&& high>low)
low++;
array[high] = array[low];
}
array[low] = pivot;
quickSort(array,left,low-1);
quickSort(array,low+1,right);
}
}
int main()
{
int array[10] = {1,3,5,7,2,4,6,8,0,9};
quickSort<int>(array,0,9);
for(auto i:array)
{
cout<<i<<endl;
}
}
函數模板的默認參數
函數模板，在調用時，先實例化為模板函數，然後再調用。當然也可以設置默認類
型的默認值。由於系統強大的自動推導能力，有時默認也沒有太大的意義。
template<typename T = int>
void quickSort(T * array,int left, int right)
模板特化
就是在實例化模板時，對特定類型的實參進行特殊處理，即實例化一個特殊的實例版本。
template<typename T> int compare( T &a, T &b)
template<> int compare < const char * >( const char* &a, const char* &b)
當以特化定義時的形參使用模板時，將調用特化版本，模板特化分為全特化和偏特
化，函數模板的特化，只能全特化；
比如我們在比較兩個數的大小時：
#include <iostream> #include <string.h> using namespace std;
template<typename T> int compare( T &a, T &b) { if(a > b) return 1; else if(a < b)return -1; else return 0; }
//實參為兩個 char 指針時， 比較的是指針的大小， //而不是指針指向內容的大小， 此時就需要為該函數模板定義一個特化版本， 即特殊處理的版本： template<> int compare < const char * >( const char* &a, const char* &b) { return strcmp(a,b); }
int main() { int a = 3; int b = 5; cout<<compare(a,b)<<endl; string str1 = "abc",str2 ="abc"; cout<<compare(str1,str2)<<endl; char * p1 = "abc",*p2= "def"; cout<<compare(p1,p2)<<endl; cout<<compare(p2,p1)<<endl; return 0; }
關於模板特化的認識
模板特化的原因：當前函數模板的邏輯或者功能，不能滿足特定參數的需求。
模板特化的方式：將需要特化的參數提前”布置“到模板中去，提前預定模板，之後傳入需要特化的參數時便可以
優先調用經過該參數特化的模板。
適用場景
函數模板，只適用於函數的參數個數相同而類型不同，且函數體相同的情況。如果
個數不同，則不能用函數模板。
C++泛型編程之函數模板