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學習C++編譯環境：Linux

第五十七課 深入理解函式模板

1.函式模板

函式模板深入理解
編譯器從函式模板通過具體型別產生不同的函式
編譯器會對函式模板進行兩次編譯
對模板程式碼本身進行編譯
對引數替換後的程式碼進行編譯
注意事項：
函式模板本身不允許隱式型別轉換
自動推導型別時，必須嚴格匹配
顯示型別指定時，能夠進行隱式型別轉換

57-1 函式模板的本質—證明編譯器會根據函式模板產生真實的函式

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Test
{
    Test(const Test&);
public:
    Test()
    {
    }
};
template <typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{
    T c = a;
    a = b;
    b = c;
}
typedef void(FuncI)(int&, int&);
typedef void(FuncD)(double&, double&);
typedef void(FuncT)(Test&, Test&);
int main()
{
    FuncI* pi = Swap;//編譯器自動推導T為int
    FuncD* pd = Swap;//編譯器自動推導T為double
    //FuncT* pt = Swap;//編譯器自動推導T為Test
    cout << "pi = " << reinterpret_cast<void*>(pi) << endl;
    cout << "pd = " << reinterpret_cast<void*>(pd) << endl;  
    //cout << "pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl;
    return 0;
}
進行分析：
class Test
{
    Test(const Test&);
public:
    Test()
    {
    }
};
沒有這句話時，執行結果
pi = 0x400a0a
pd = 0x400a37
pt = 0x400a70
有這句話時，Test為私有成員，執行結果
57-1.cpp: In instantiation of ‘void Swap(T&, T&) [with T = Test]’:
57-1.cpp:31:17:   required from here
57-1.cpp:8:5: error: ‘Test::Test(const Test&)’ is private
     Test(const Test&);
     ^
57-1.cpp:18:11: error: within this context
     T c = a;
所以把這兩句話註釋掉
//FuncT* pt = Swap;//編譯器自動推導T為Test
//cout << "pt = " << reinterpret_cast<void*>(pt) << endl;
 

2.多引數函式模板

函式模板可以定義任意多個不同的型別引數

對於多引數函式模板
無法自動推導返回值型別
可以從左向右部分指定型別引數

工程中將返回值引數作為第一個型別引數！

57-2 多引數函式模板

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template 
< typename T1, typename T2, typename T3 >
T1 Add(T2 a, T3 b)
{
    return static_cast<T1>(a + b);
}
int main()
{
    // T1 = int, T2 = double, T3 = double
    int r1 = Add<int>(0.5, 0.8);
    // T1 = double, T2 = float, T3 = double
double r2 = Add<double, float>(0.5, 0.8);
    // T1 = float, T2 = float, T3 = float
float r3 = Add<float, float, float>(0.5, 0.8);
    cout << "r1 = " << r1 << endl;     // r1 = 1
    cout << "r2 = " << r2 << endl;     // r2 = 1.3
    cout << "r3 = " << r3 << endl;     // r3 = 1.3
    return 0;
}
執行結果
r1 = 1
r2 = 1.3
r3 = 1.3
 

3.有趣的問題

當函式過載遇到函式模板會發生什麼？

4.過載函式模板

函式模板可以像普通函式一樣被過載
C++編譯器優先考慮普通函式
如果函式模板可以產生一個更好的匹配，那麼選擇模板
可以通過空模板實參列表限定編譯器只匹配模板

57-3 過載函式模板

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template < typename T >
T Max(T a, T b)
{
    cout << "T Max(T a, T b)" << endl;
    
    return a > b ? a : b;
}
int Max(int a, int b)
{
    cout << "int Max(int a, int b)" << endl;
    
    return a > b ? a : b;
}
template < typename T >
T Max(T a, T b, T c)
{
    cout << "T Max(T a, T b, T c)" << endl;
    
    return Max(Max(a, b), c);
}
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    
    cout << Max(a, b) << endl;           // 普通函式 Max(int, int)
    
    cout << Max<>(a, b) << endl;         // 函式模板Max<int>(int, int)
    
    cout << Max(3.0, 4.0) << endl;        // 函式模板Max<double>(double, double)
   
    cout << Max(5.0, 6.0, 7.0) << endl;    // 函式模板 Max<double>(double, double, double)
    
    cout << Max('a', 100) << endl;        //普通函式Max(int, int)
    
    return 0;
}
執行結果
int Max(int a, int b)
2
T Max(T a, T b)
2
T Max(T a, T b)
4
T Max(T a, T b, T c)
T Max(T a, T b)
T Max(T a, T b)
7
int Max(int a, int b)
100
 

小結
函式模板通過具體型別產生不同的函式
函式模板可以定義任意多個不同的型別引數
函式模板中的返回值型別必須顯示指定
函式模板可以像普通函式一樣被過載