【C++】泛型编程 ② ( 函数模板与普通函数区别 )

一时失言乱红尘 2024-02-18 10:22 75阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、函数模板与普通函数区别
 *   *  1、函数模板与普通函数区别
     *  2、代码示例 - 函数模板与普通函数区别

## 一、函数模板与普通函数区别 ##

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### 1、函数模板与普通函数区别 ###

**函数模板与普通函数区别 :** 主要区别在于它们能够处理的 数据类型数量 和 灵活性 ;

*  **自动类型转换 :**
    
     *  ***函数模板*** 不允许 自动类型转化 , 会进行严格的类型匹配 ;
     *  ***普通函数*** 能够进行 自动类型转换 , 内含隐式的类型转化 ;
 *  **参数 / 返回值 数据类型 :**
    
     *  ***普通函数*** 只接受 特定类型 参数 , 如 : int / double / bool / string 等类型 ;
     *  ***函数模板*** 可以接受 任何类型 的参数 , 函数模板在 C++ 编译器 编译时 将类型参数实例化 , 生成对应的 普通函数 ;
 *  **灵活性 :**
    
     *  ***普通函数*** 对于 不同的 数据类型参数 需要单独定义 ; 例如 : 定义一个加法函数 , 接收参数类型分别是 int 和 float 类型 , 此时需要定义 2 个不同的函数 ;
     *  ***函数模板*** 只需要定义一个函数 , 就可以接收任何数据类型的参数 ;
 *  **语法不同 :**
    
     *  ***普通函数*** 直接定义 返回类型 , 函数名 , 参数列表 , 函数体 , 即可 完成函数定义 , 如 : `int add(int a, int b){}` ;
     *  ***函数模板*** 先使用 `template <typename T>` 声明泛型 , 后面跟着 返回类型 , 函数名 , 参数列表 , 函数体 , 等内容 , 在 函数的 参数列表 返回类型 中可使用 声明的 泛型类型 , 如 : `T add(T a, T b){}` ;
 *  **函数模板实例化 :** 使用函数模板时 , C++ 编译器会根据 实际传入的 参数类型 自动实例化相应的函数 ; 如 : 定义的 `T add(T a, T b)` 类型的 函数模板 , 如果传入 `int` 类型的参数 , 会自动创建 `int add(int a, int b)` 普通函数 ;
 *  **函数模板弊端 - 复杂性 / 维护难度高 :**
    
     *  ***复杂性 :*** 函数模板 需要为每一种可能的类型生成一个函数实例 , 所以 如果使用函数模板处理很多类型 , 需要创建很多普通函数实例 , 会导致编译时间增加 , 代码库增大 ;
     *  ***维护难度高 :*** 如果错误地使用 函数模板 可能会导致难以查找的错误 , 普通函数 更简单、更易于理解和维护。

### 2、代码示例 - 函数模板与普通函数区别 ###

在下面的函数中 , 第一个调用场景 , 完全符合 普通函数 的 调用要求 , 优先调用 普通函数 ;

int a = 10, b = 20;
    	// 调用普通函数
    	// 如果符合普通函数要求 优先调用普通函数
    	int c = add(a, b);

第二个调用场景 , 因为使用了 函数模板 的显式调用 , 必须使用 函数模板 ;

int i = 30, j = 40;
    	// 调用函数模板
    	// 函数模板 显式类型调用
    	int k = add<int>(i, j);

第三个调用场景 , 参数类型不符合普通函数调用 , 符合 函数模板 的调用规则 , 这里使用 函数模板 ;

double x = 50.0, y = 60.0;
    	// 调用函数模板
    	// 函数模板 自动类型推导
    	double z = add(x, y);

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std; 
    
    // 使用 template 关键字 声明函数模板 
    // 告诉 C++ 编译器 开始使用 泛型编程 
    // 定义的 T 是泛型类型 
    // 声明了多个泛型, 可以只使用其中的部分类型
    // 使用函数模板时 , 显式类型调用 必须 显式指定所有 泛型类型 的实际类型
    template <typename T>
    T add(T a, T b) {
        
    	cout << "调用函数模板 T add(T a, T b)"<< endl;
    	return a + b;
    }
    
    // 函数模板的 重载函数
    // 重载是发生在 同一个作用域中
    // 重写是发生在 父类 与 子类 之间
    // C++ 编译器优先 调用 符合要求的 普通函数
    // 如果普通函数不符合要求 , 则考虑调用 函数模板
    int add(int a, int b) {
        
    	cout << "调用普通函数 int add(int a, int b)" << endl;
    	return a + b;
    }
    
    // 普通函数 , 函数模板 调用 优先级
    // 函数模板 会进行 严格类型匹配 , 不会进行 类型转换 ; 
    // 
    // 如果 符合 普通函数类型参数要求 , 优先调用普通函数 ; 
    // 如果 没有 符合要求的 普通函数 , 则查看 模板函数 能否匹配 ; 
    // 如果 模板函数 仍不能匹配 , 则查看 普通函数 类型转换能否匹配 ; 
    
    int main() {
        
    
    	int a = 10, b = 20;
    	// 调用普通函数
    	// 如果符合普通函数要求 优先调用普通函数
    	int c = add(a, b);
    	cout << "c = " << c << endl;
    
    	int i = 30, j = 40;
    	// 调用函数模板
    	// 函数模板 显式类型调用
    	int k = add<int>(i, j);
    	cout << "k = " << k << endl;
    
    	double x = 50.0, y = 60.0;
    	// 调用函数模板
    	// 函数模板 自动类型推导
    	double z = add(x, y);
    	cout << "z = " << z << endl;
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

**执行结果 :**

调用普通函数 int add(int a, int b)  
c = 30  
调用函数模板 T add(T a, T b)  
k = 70  
调用函数模板 T add(T a, T b)  
z = 110  
Press any key to continue . . .

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