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C++ 泛编程 —— 函数模板（中）

news 2024/12/13 21:50:22

C++ 泛编程 —— 函数模板（中）

函数模板的具体化

函数模板的具体化

可以提供一个具体化的函数定义，当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，不再寻找模板。
具体化（特例化、特化）的语法：

template<> void 函数模板名<数据类型>(参数列表)
template<> void 函数模板名 (参数列表)
{// 函数体。
}

请看如下示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;class Car{
public:    string brand_;int speed_;float acceleration_;
};template<typename T> 
void change(T& t1, T& t2){T tmp = t1;t1 = t2;t2 = tmp;
}// 现在的需求是：只交换 Car 类对象中的 speed_ 属性值，不交换其他属性值。
// 具体化函数的代码如下
// template<> void change<Car>(Car& c1, Car& c2) // 第一种写法
template<> void change(Car& c1, Car& c2) { // 第二种写法 交换两个Car类对象的speed_属性值int tmp = c1.speed_;c1.speed_ = c2.speed_;c2.speed_ = tmp;
}int main(){int a = 10, b = 20;change<int>(a, b);cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;Car c1 = {"BMW", 20, 3.5};Car c2 = {"Audi", 30, 4.5};change(c1, c2);cout << "c1.brand_ = " << c1.brand_ << ", c2.brand_ = " << c2.brand_ << endl;cout << "c1.speed_ = " << c1.speed_ << ", c2.speed_ = " << c2.speed_ << endl;return 0;
}

编译运行的结果如下：

a = 20, b = 10
c1.brand_ = BMW, c2.brand_ = Audi
c1.speed_ = 30, c2.speed_ = 20

对于具体化函数来说，不管是函数的声明还是函数体中，都是具体的数据类型，没有通用的数据类型了。
对于给定的函数名，它可以是普通函数、函数模板和具体化的函数模板，以及它们的重载版本。如果多种函数都能匹配上，那编译器会使用哪个函数呢？编译器使用各种函数的规则：

具体化优先于常规模板，普通函数优先于具体化和常规模板。
如果希望使用函数模板，可以用空模板参数强制使用函数模板。
如果函数模板能产生更好的匹配，将优先于普通函数。

对于前两条规则，给出示例代码，大家可以自行选择注释某个版本的函数代码，来测试一下各个版本函数代码的使用规则：

#include <iostream>
using namespace std;// 普通版本函数
void show(int n1, int n2) {cout << "使用普通版本函数" << endl;
}// 常规函数模板
template <typename T>
void show(T n1, T n2) {cout << "使用常规函数模板" << endl;
}// 函数模板的具体化版本
template <>
void show(int n1, int n2) {cout << "使用函数模板的具体化版本" << endl;
}int main() {show(111, 222);show<>(111, 222);return 0;
}

编译运行结果如下：

使用普通版本函数
使用函数模板的具体化版本

对于第三条规则：如果函数模板能产生更好的匹配，将优先于普通函数，示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;// 普通版本函数
void show(int n1, int n2) {cout << "使用普通版本函数" << endl;
}// 常规函数模板
// template <typename T>
// void show(T n1, T n2) {
//     cout << "使用常规函数模板" << endl;
// }int main() {show('a', 'b'); // 字符可以转换成整数return 0;
}