C++函數(shù)模板
我們知道，數(shù)據(jù)或數(shù)值可以通過函數(shù)參數(shù)傳遞，在函數(shù)定義時(shí)它們是未知的，只有在發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)才能確定其值。這就是數(shù)據(jù)的參數(shù)化。

其實(shí)，數(shù)據(jù)類型也可以通過參數(shù)來傳遞，在函數(shù)定義是可以不指明具體的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)，編譯器可以根據(jù)傳入的參數(shù)自動確定數(shù)據(jù)類型。這就是數(shù)據(jù)類型參數(shù)化。

所謂函數(shù)模板，實(shí)際上是建立一個(gè)通用函數(shù)，其返回值類型和形參類型不具體指定，用一個(gè)虛擬的類型來代替（實(shí)際上是用一個(gè)標(biāo)識符來占位）。這個(gè)通用函數(shù)就稱為函數(shù)模板（Function Template）。凡是函數(shù)體相同的函數(shù)都可以用這個(gè)模板來代替，不必定義多個(gè)函數(shù)，只需在模板中定義一次即可。在調(diào)用函數(shù)時(shí)系統(tǒng)會用實(shí)參的類型來取代模板中的虛擬類型，從而實(shí)現(xiàn)了不同函數(shù)的功能。

【例】將上節(jié)代碼改為通過函數(shù)模板來實(shí)現(xiàn)。

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T> //模板聲明，其中T為類型參數(shù)
T max(T a, T b, T c) //定義一個(gè)通用函數(shù)，用T作虛擬的類型名
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}
int main( )
{
  //求三個(gè)整數(shù)的最大值
  int i1, i2, i3, i_max;
  cin >> i1 >> i2 >> i3;
  i_max = max(i1,i2,i3);
  cout << "i_max=" << i_max << endl;
  //求三個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的最大值
  double d1, d2, d3, d_max;
  cin >> d1 >> d2 >> d3;
  d_max = max(d1,d2,d3);
  cout << "d_max=" << d_max << endl;
  //求三個(gè)長整型數(shù)的最大值
  long g1, g2, g3, g_max;
  cin >> g1 >> g2 >> g3;
  g_max = max(g1,g2,g3);
  cout << "g_max=" << g_max << endl;
}

運(yùn)行結(jié)果與上節(jié)相同。

定義函數(shù)模板的一般形式為：

  template < typename T>

    通用函數(shù)定義  通用函數(shù)定義
或

  template <class T>

    通用函數(shù)定義  通用函數(shù)定義

在建立函數(shù)模板時(shí)，只要將例4.5程序中定義的第一個(gè)函數(shù)首部的int改為T即可。即用虛擬的類型名T代替具體的數(shù)據(jù)類型。在對程序進(jìn)行編譯時(shí)，遇到第13行調(diào)用函數(shù)max(i1, i2, i3)，編譯系統(tǒng)會將函數(shù)名max與模板max相匹配，將實(shí)參的類型取代了函數(shù)模板中的虛擬類型T。此時(shí)相當(dāng)于已定義了一個(gè)函數(shù)：

int max(int a, int b, int c)
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}

然后調(diào)用它。后面兩行(14，15行)的情況類似。

類型參數(shù)可以不只一個(gè)，可以根據(jù)需要確定個(gè)數(shù)。如：

  template <class T1, typename T2>

可以看到，用函數(shù)模板比函數(shù)重載更方便，程序更簡潔。但應(yīng)注意它只適用于函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)相同而類型不同，且函數(shù)體相同的情況，如果參數(shù)的個(gè)數(shù)不同，則不能用函數(shù)模板。

C++函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)
一般情況下，在函數(shù)調(diào)用時(shí)形參從實(shí)參那里取得值，因此實(shí)參的個(gè)數(shù)應(yīng)與形參相同。有時(shí)多次調(diào)用同一函數(shù)時(shí)用同樣的實(shí)參，C++提供簡單的處理辦法，給形參一個(gè)默認(rèn)值，這樣形參就不必一定要從實(shí)參取值了。如有一函數(shù)聲明：

  float area(float r=6.5);

指定r的默認(rèn)值為6.5，如果在調(diào)用此函數(shù)時(shí)，確認(rèn)r的值為6.5，則可以不必給出實(shí)參的值，如：

  area( ); //相當(dāng)于area(6.5);

如果不想使形參取此默認(rèn)值，則通過實(shí)參另行給出。如：

  area(7.5); //形參得到的值為7.5，而不是6.5

這種方法比較靈活，可以簡化編程，提高運(yùn)行效率。

如果有多個(gè)形參，可以使每個(gè)形參有一個(gè)默認(rèn)值，也可以只對一部分形參指定默認(rèn)值，另一部分形參不指定默認(rèn)值。如有一個(gè)求圓柱體體積的函數(shù)，形參h代表圓柱體的高，r為圓柱體半徑。函數(shù)原型如下：

  float volume(float h, float r=12.5); //只對形參r指定默認(rèn)值12.5

函數(shù)調(diào)用可以采用以下形式：

  volume(45.6); //相當(dāng)于volume(45.6，12.5)
  volume(34.2, 10.4); //h的值為34.2，r的值為10.4

實(shí)參與形參的結(jié)合是從左至右順序進(jìn)行的。因此指定默認(rèn)值的參數(shù)必須放在形參表列中的最右端，否則出錯(cuò)。例如：

  void f1(float a, int b=0, int c, char d=′a′); //不正確
  void f2(float a, int c, int b=0, char d=′a′); //正確

如果調(diào)用上面的f2函數(shù)，可以采取下面的形式：

  f2(3.5, 5, 3, ′x′) //形參的值全部從實(shí)參得到
  f2(3.5, 5, 3) //最后一個(gè)形參的值取默認(rèn)值′a′
  f2(3.5, 5) //最后兩個(gè)形參的值取默認(rèn)值，b=0，d=′a′

可以看到，在調(diào)用有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)時(shí)，實(shí)參的個(gè)數(shù)可以與形參的個(gè)數(shù)不同，實(shí)參未給定的，從形參的默認(rèn)值得到值。利用這一特性，可以使函數(shù)的使用更加靈活。例如例4.7求2個(gè)數(shù)或3個(gè)數(shù)中的最大數(shù)。也可以不用重載函數(shù)，而改用帶有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)。

【例】求2個(gè)或3個(gè)正整數(shù)中的最大數(shù)，用帶有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int max(int a, int b, int c=0);//函數(shù)聲明,形參c有默認(rèn)值
  int a,b,c;
  cin>>a>>b>>c;
  cout<<"max(a,b,c)="<<max(a,b,c)<<endl;//輸出3個(gè)數(shù)中的最大者
  cout<<"max(a,b)="<<max(a,b)<<endl; //輸出2個(gè)數(shù)中的最大者
  return 0;
}
int max(int a,int b,int c) //函數(shù)定義
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}

運(yùn)行情況如下:

14 -56 135↙
max(a,b,c)=135
max(a,b)=14

在使用帶有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)時(shí)有兩點(diǎn)要注意：
如果函數(shù)的定義在函數(shù)調(diào)用之前，則應(yīng)在函數(shù)定義中給出默認(rèn)值。如果函數(shù)的定義在函數(shù)調(diào)用之后，則在函數(shù)調(diào)用之前需要有函數(shù)聲明，此時(shí)必須在函數(shù)聲明中給出默認(rèn)值，在函數(shù)定義時(shí)可以不給出默認(rèn)值(如例4.8)。
一個(gè)函數(shù)不能既作為重載函數(shù)，又作為有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)。因?yàn)楫?dāng)調(diào)用函數(shù)時(shí)如果少寫一個(gè)參數(shù)，系統(tǒng)無法判定是利用重載函數(shù)還是利用默認(rèn)參數(shù)的函數(shù)，出現(xiàn)二義性，系統(tǒng)無法執(zhí)行。

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