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C++ 函数模板

hyacinthLJP 2022-03-30 21:58 原文

 

•共勉

　　“那些疯狂到以为自己能够改变世界的人，才能真正改变世界。”

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•函数模板

介绍

  • C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板
  • C++提供两种模板机制：函数模板 和 类模板

函数模板

语法格式

template <typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的 T 不要报错，T 是一个通用数据类型
函数声明或定义
  • template：声明创建模板
  • typename：表面其后面的符号是一种数据类型
  • T：通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

 

作用

　　建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

 

举例说明

　　例如，对于如下交换函数：

void swapInt(int &a, int &b)
{
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

　　我们传递的参数只能是整数类型，如果我们想要交换 double 类型的呢？

　　那当然是重写一份啦~

void swapDouble(double& a, double& b)
{
    double tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

　　对于这两份代码，你会发现除了参数类型不同外，交换的步骤都是相同的。

　　那如果要交换 short 类型的呢，在重写一份吗？

　　会不会过于啰嗦，下面就引出函数模板的强大之处。

　　我们可以这么写：

template <typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b)
{
    T tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

　　利用函数模板实现数据交换，有两种调用方式：

  • 自动类型推导
  • 显示指定类型
void test()
{
    int a = 10;
    int b = 20;

    mySwap(a, b);//1.自动类型推到
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    double c = 30;
    double d = 40;

    mySwap<double>(c, d);//2.显示指定类型
    cout << "c = " << c << endl;
    cout << "d = " << d << endl;
}

　　对于方式 1，编译器会自动识别传递的参数类型，并做相应的调整：

 

注意事项 1

　　传递的参数类型必须是同种类型的，即必须推导出一致的数据类型 T 才可以使用。

　　比如就不能通过  mySwap  函数交换 int 和 double 类型的数据：

void test()
{
    int a = 10;
    double b = 20;
    myswap(a, b);
}

　　由于 a,b 不是同种类型的，在编译阶段就会报错：

　　提示推导不出一致的 T 类型。

 

注意事项 2

　　必须遵循模板的声明和函数的声明一对一使用，即模板的声明只作用于紧挨着的函数声明。

　　比如下面这种代码就会报错：

template <typename T>
void func1(T &a){}
void func2(T &a){}

　　因为声明的函数模板 T 只对  func1  起作用，如果  func2  也想用，必须重新声明：

template <typename T>
void func1(T &a) {}

template <typename T>
void func2(T &a) {}

 注意事项 3

 　　模板必须要确定出 T 的数据类型，才可以使用。

　　比如如下代码就会报错：

template <typename T>
void func() {}
void test()
{
    func();
}

　　因为函数  func()  的声明紧挨着模板的声明，所以他俩就是一对一的关系，那么要想调用  func ，就必须给出 T 的数据类型；

　　不然编译阶段都不通过。

　　对于这种不含参数的函数模板，必须使用 显示指定类型 来调用：

template <typename T>
void func() {}
void test()
{
    func<int>();
}

　　其中 <int> 随便写个数据类型就行，作用就是告诉函数模板传递的 T 为  XX 类型 。

•学以致用

　　有了函数模板的知识储备，下面来写一个排序函数，不管是传入  int 类型  还是  char 类型  都可以实现升序排列。

选择排序

template <typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
    T tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}
template <typename T>
void mySort(T arr[],int first,int last)//order [first, last)
{
    for (int i = first; i < last; i++)//选择排序
    {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < last; j++)
        {
            if (arr[j] < arr[minIndex])
                minIndex = j;
        }
        mySwap(arr[i], arr[minIndex]);
    }
}

调用该排序函数

template <typename T>
void print(const T arr[], int first, int last)//输出数组[first, last)
{
    for (int i = first; i < last; i++)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;
}
void test1()
{
    //测试对整形数组进行排序
    int arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        arr[i] = rand()%20;//随机产生[0~20)之间的随机数

    cout << "排序前：";
    print(arr, 0, 10);
    mySort(arr, 0, 10);
    cout << "排序后：";
    print(arr, 0, 10);
}
void test2()
{
    //测试对字符型数组进行排序
    char arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        arr[i] = 'A'+rand() % 20;//随机产生[0~20)之间的随机数

    cout << "排序前：";
    print(arr, 0, 10);
    mySort(arr, 0, 10);
    cout << "排序后：";
    print(arr, 0, 10);
}

CODE

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

template <typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
    T tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}
template <typename T>
void mySort(T arr[],int first,int last)//order [first, last)
{
    for (int i = first; i < last; i++)//选择排序
    {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < last; j++)
        {
            if (arr[j] < arr[minIndex])
                minIndex = j;
        }
        mySwap(arr[i], arr[minIndex]);
    }
}
template <typename T>
void print(const T arr[], int first, int last)//输出数组[first, last)
{
    for (int i = first; i < last; i++)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;
}
void test1()
{
    //测试对整形数组进行排序
    int arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        arr[i] = rand()%20;//随机产生[0~20)之间的随机数

    cout << "排序前：";
    print(arr, 0, 10);
    mySort(arr, 0, 10);
    cout << "排序后：";
    print(arr, 0, 10);
}
void test2()
{
    //测试对字符型数组进行排序
    char arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        arr[i] = 'A'+rand() % 20;//随机产生[0~20)之间的随机数

    cout << "排序前：";
    print(arr, 0, 10);
    mySort(arr, 0, 10);
    cout << "排序后：";
    print(arr, 0, 10);
}
int main()
{
    test1();
    test2();
    return 0;
}

•结尾

　　咳咳，本次内容到此结束，完结撒花。

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