C++ 语法中函数模板的灵活运用

函数模板是 C++ 中的一项强大功能，允许您创建可用于不同数据类型的一组代码。这可以提高代码的可重用性，并使您能够编写更通用、更可维护的代码。

语法

函数模板的语法为：

template<typename T>
T myFunction(T a, T b);

其中：

• template 表示正在声明模板函数。
• 指定模板参数为类型参数。
• T myFunction(T a, T b) 是函数声明，其中 T 是模板参数类型。

示例

让我们创建一个函数模板来计算两个数字的最大值：

template<typename T>
T max(T a, T b) {
    if (a > b) {
        return a;
    } else {
        return b;
    }
}

此函数模板可以用于任何数据类型，例如：

int x = max(1, 2); // 最大值为 2
double y = max(3.14, 1.618); // 最大值为 3.14

类型约束

有时，您可能需要指定模板参数必须满足的某些约束。这可以使用 typename 关键字前面的 class 或 typename 关键字完成，如下所示：

template<typename T>
requires std::is_integral_v<T> // 约束 T 为整数类型
T myFunction(T a, T b);

编译时多态性

函数模板在编译时解析，这意味着模板参数在运行时不可用。这允许编译器生成特定于给定数据类型的高效代码版本。

实战案例

考虑以下代码，它将数组中的所有元素加起来：

int sumArray(int arr[], int size) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

使用函数模板，我们可以为不同的数据类型创建通用的 sumArray 函数：

template<typename T>
T sumArray(T arr[], int size) {
    T sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

这允许我们对整数、浮点数或任何其他支持加法运算的数据类型求和：

int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum1 = sumArray(arr1, sizeof(arr1) / sizeof(int)); // 15

float arr2[] = {1.2, 3.4, 5.6, 7.8, 9.1};
float sum2 = sumArray(arr2, sizeof(arr2) / sizeof(float)); // 27.1

结论

函数模板是一个强大的工具，它允许您创建高度可重用且高效的代码。理解函数模板的语法、类型约束和编译时多态性，将使您能够充分利用 C++ 中这项特性。