深入理解 c++ 函数模板

????????函数模板是C++中的一种强大特性，它允许程序员编写一个可以处理多种数据类型的函数。通过使用模板，我们可以编写一次函数，然后在多种数据类型上使用它，这大大提高了代码的复用性。

1. 基本概念

????????函数模板是一种参数化类型的工具，它允许我们为函数定义一个通用接口，该接口可以处理不同类型的参数。在模板函数中，我们使用类型参数来代替具体的类型。编译器会根据模板参数的实际类型生成相应的函数版本。

2. 语法

函数模板的语法如下：

template <typename T>  
T functionName(parameters) {  
    // function body  
}

????????其中，template <typename T>?声明了一个类型参数?T，functionName?是函数的名称，parameters?是函数的参数列表。

3. 使用方式

????????当调用模板函数时，我们需要提供具体的类型参数。编译器会根据提供的类型参数生成相应的函数版本。例如：

int main() {  
    int a = 5;  
    int b = 10;  
    int sum = add(a, b); // 使用int类型调用模板函数  
    double c = 5.5;  
    double d = 10.5;  
    double sum2 = add(c, d); // 使用double类型调用模板函数  
    return 0;  
}

4. 模板参数推断

C++11引入了模板参数推断，这意味着在调用模板函数时，我们可以省略类型参数，编译器会自动推断出类型参数的类型。例如：

template <typename T>  
T add(T a, T b) {  
    return a + b;  
}  
  
int main() {  
    int a = 5;  
    int b = 10;  
    int sum = add(a, b); // 编译器自动推断出T为int类型  
    return 0;  
}

5. 模板特化和偏特化

????????函数模板可以针对特定的数据类型进行特化，以便提供更精确的匹配。这被称为模板特化。此外，还可以使用偏特化来为特定类型的模板参数提供不同的实现。这些特性使得函数模板更加灵活和强大。

再举例：

下面是一个简单的函数模板示例，该函数模板用于计算两个数的和：

#include <iostream>  
  
// 函数模板声明  
template <typename T>  
T add(T a, T b) {  
    return a + b;  
}  
  
int main() {  
    // 使用int类型调用模板函数  
    std::cout << "Sum of 5 and 10: " << add(5, 10) << std::endl;  
      
    // 使用double类型调用模板函数  
    std::cout << "Sum of 5.5 and 10.5: " << add(5.5, 10.5) << std::endl;  
      
    return 0;  
}

????????在上面的示例中，add?函数是一个模板函数，它接受两个参数?a?和?b，这两个参数的类型都是?T。在函数体中，我们简单地返回这两个参数的和。

????????在?main?函数中，我们两次调用了?add?函数，但使用了不同的数据类型。第一次使用?int?类型，第二次使用?double?类型。这是因为函数模板能够为各种数据类型提供相应的函数版本。要使用模板，需要在程序开头包含相应的模板定义，并确保在编译时所有的使用都可见。因此，在大型项目中，通常会将模板的定义放在头文件中。