《C++ Templates》筆記——1.函式模板
1.初探函式模板
函式模板是被引數化的函式，代表的是一個函式家族。它們看起來與普通函式很相似，唯一的區別是有些函式元素是未確定的，這些函式將在使用時被引數化。模板主要有函式模板和類模板。
1.1定義模板
下面定義了一個返回兩個值中最大值的函式模板：
template<typename T>
inline T const& max(T const& a, T const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
其中，要比較的兩個值是通過函式引數a和b傳遞給函式模板的，而引數的型別還沒有確定，所以用模板引數T表示。實際上上面尖括號裡面引數列表的關鍵字也可以用class取代typename，同時T也可以用別的識別符號代替，T是慣例而已。
1.2使用模板
下面的程式展示瞭如何使用max()函式模板：
int main()
{
int a = max(1, 2);
std::cout << "a = max(1, 2)= " << a << std::endl;
std::string s1 = "chd";
std::string s2 = "chdayj";
::max(s1, s2);
std::cout << "::max(s1, s2)= " << ::max(s1, s2) << std::endl;
std::cout << 上面max()被呼叫了兩次，實參每次都不同，一次兩個int，一次兩個std::string。程式結果如下：
a = max(1, 2)= 2
::max(s1, s2)= chdayj
int
::域限定符的使用時為了保證我們呼叫的是全域性空間中的max()，因為標準庫中也有一個std::max()模板。 typeid(a).name()是顯示元素型別的函式。通常不是把模板編譯成一個可以處理任何型別的單一實體，而是對不同的引數型別產生不同的實體。這種
一個模板一般會被編譯兩次，分別發生在：
- 例項化之前，檢查程式碼本身是否語法正確。
- 例項化期間，檢查模板程式碼中的呼叫是否有效。這裡是引用
2.實參的演繹
上文中的函式模板當兩個實參不一樣時，比如max(4,4.7)，就會出錯，因為c++編譯器不知道T的型別是int還是double。有如下三種方法去解決：
double a = max(1, 2.1);//ERROR
//不允許自動型別轉換，每個T都必須正確匹配,解決方法如下:
//1.對實參進行強制型別轉換。使它們可以互相匹配
double a1 = max(static_cast<double>(1), 2.1);
std::cout << "max(static_cast<double>(1), 2.1)= " << a1 << std::endl;
//2.顯示指定（或者限定）T的型別
auto a2 = max<double>(1, 2.1);
std::cout << "max<double>(1, 2.1)= " << a2 << std::endl;
//3.指定兩個引數可以具有不同的型別
double a3 = <int, double>max(1, 2.1);
3.模板引數
#include <iostream>
/*
函式模板有兩種型別的引數:
1.模板引數: T1, T2
2.呼叫引數: a, b
*/
//缺點: 1.函式的值取決於呼叫實參的順序 2.不能通過引用返回結果
template<typename T1, typename T2>
T1 const& max(T1 const& a, T2 const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
template<typename T1, typename T2, typename RT>
RT const& RT_max(T1 const& a, T2 const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
template<typename RT, typename T1, typename T2>
RT RTmax(T1 const& a, T2 const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
int main()
{
max(3.2, 2);
std::cout << "max(3.2, 2)= " << max(3.2, 2) << std::endl;
max(2, 3.2);
std::cout << "max(2, 3.2)= " << max(2, 3.2) << std::endl;
//RT_max(2, 3.2);
RT_max<int, double, double>(2, 3.2);
std::cout << "RT_max<int, double, double>(2, 3.2) = "<< RT_max<int,double,double>(2,3.2)<< std::endl;
RTmax<double>(2, 3.2);
std::cout << "RTmax<double>(2, 3.2)= " << RTmax<double>(2, 3.2) << std::endl;
system("pause");
return 0;
}
很明顯，前兩個模板函式的缺點：
1.函式的值取決於呼叫實參的順序，2和3.2的最大值可以是3，也可以是3.2；
2.不能通過引用返回結果，例子的返回型別必須是T1，而不能是T1 const&。
當模板引數和呼叫引數沒有發生關聯，或者不能用呼叫引數來決定模板引數的時候，就必須顯式指定模板實參。所以在第三個模板函式中，需要引入第三個模板實參型別來定義函式模板的返回型別。然而，模板實參演繹並不適合返回型別，因為RT不會出現在函式呼叫引數型別裡面，所以沒法演繹。所以只能顯式指定模板實參列表。
目前為止，上述例子都是顯式指定所以模板實參，或者不顯示指定任何模板實參。還有一種情況，就是隻顯式指定第一個實參，讓演繹過程推匯出其餘實參。通常而言，必須指定最後一個不能被隱式演繹的模板實參之前的所以實參型別。
4.過載函式模板
和普通函式一樣，函式模板也可以被過載，即相同的函式名稱可以具有不同的函式定義。下面的程式敘述瞭如何過載一個函式模板：
#include <iostream>
//1.求兩個int值的最大值
int const& max(int const& a, int const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
//2.求兩個任意型別值中的最大值
template<typename T>
T const& max(T const& a, T const& b)
{
return a < b ? b : a;
}
//3.求三個任意型別值中的最大值
template<typename T>
T const& max(T const& a, T const& b, T const& c)
{
return ::max(::max(a,b),c);
}
int main()
{
::max(17, 22,96);//呼叫具有3個引數的模板
std::cout << "::max(17, 22,96)= " << ::max(17, 22, 96) << std::endl;
::max(7.0, 9.0);//（如果模板可以產生更好匹配的函式，則選用模板）呼叫max<double>(通過實參演繹）
std::cout << "::max(7.0, 9.0)= " << ::max(7.0, 9.0) << std::endl;
::max('a', 'b');//呼叫max<char>(通過實參演繹）
std::cout << "::max('a', 'b')= " << ::max('a', 'b') << std::endl;
::max(17, 22);//呼叫int過載的非模板函式
std::cout << "::max(17, 22)= " << ::max(17, 22) << std::endl;
::max<>(17, 22);//呼叫max<int>(通過實參演繹）
std::cout << "::max<>(17, 22)= " << ::max<>(17, 22) << std::endl;
::max<double>(17, 22);//呼叫max<double>(沒有實參演繹）
std::cout << "::max<double>(17, 22)= " << ::max<double>(17, 22) << std::endl;
::max('a', 42.7);//（對於不同型別的引數，只允許呼叫非模板函式）呼叫int過載的非模板函式
std::cout << "::max('a', 42.7)= " << ::max('a', 42.7) << std::endl;
system("pause");
return 0;
}
更多請參考：
《C++ Templates》