函數(shù)模板提供了編譯器生成的編譯期可變函數(shù)，提高代碼效率和通用性。語法： template t sum(t a, t b)編譯期可變性： 類型參數(shù)在調(diào)用時(shí)生成新函數(shù)版本。實(shí)際案例：通用排序算法類型安全運(yùn)算符重載元編程優(yōu)勢：代碼重用通用性編譯時(shí)優(yōu)化類型安全性注意事項(xiàng)：泛化過度類型限制模板元編程的復(fù)雜性
C++ 函數(shù)模板：編譯期可變性的揭秘
前言
函數(shù)模板是 C++ 中強(qiáng)大的工具，它可以在編譯時(shí)生成具有不同參數(shù)類型的新函數(shù)。通過利用編譯期可變性，函數(shù)模板可以大幅度提高代碼效率和通用性。
語法
函數(shù)模板的語法與普通函數(shù)類似，但有一個(gè)附加的 <template></template> 關(guān)鍵字和一個(gè)或多個(gè)類型參數(shù)：
template<typename T>
T sum(T a, T b) {
return a + b;
}
登錄后復(fù)制
編譯期可變性
函數(shù)模板編譯時(shí)可變性的核心在于類型參數(shù)。當(dāng)編譯器遇到函數(shù)模板調(diào)用時(shí)，它會(huì)根據(jù)提供的類型參數(shù)生成新的函數(shù)版本。例如，以下是模板 sum 兩個(gè)實(shí)例化的版本：
double sum(double a, double b) {
return a + b;
}
int sum(int a, int b) {
return a + b;
}
登錄后復(fù)制
實(shí)際案例
1. 通用排序算法
函數(shù)模板可以實(shí)現(xiàn)通用排序算法，無論傳遞給算法的數(shù)據(jù)類型是什么：
template<typename T>
void sort(T* arr, int size) {
// ... 排序?qū)崿F(xiàn) ...
}
登錄后復(fù)制
2. 類型安全的數(shù)學(xué)運(yùn)算符重載
函數(shù)模板可以用于重載算術(shù)運(yùn)算符，為各種數(shù)據(jù)類型提供類型安全的操作：
template<typename T>
T operator+(const T& lhs, const T& rhs) {
return lhs + rhs;
}
登錄后復(fù)制
3. 元編程
函數(shù)模板是進(jìn)行元編程的基礎(chǔ)，這是一種用于在編譯時(shí)生成或操縱代碼的技術(shù)：
template<int N>
int factorial() {
return N * factorial<N-1>(); // 遞歸終止于 N == 0
}
登錄后復(fù)制
優(yōu)勢
代碼重用：函數(shù)模板可以生成一系列函數(shù)，從而消除重復(fù)代碼。
通用性：函數(shù)模板適用于各種數(shù)據(jù)類型，增強(qiáng)了代碼的可移植性和復(fù)用性。
編譯時(shí)優(yōu)化：編譯器在編譯時(shí)解析函數(shù)模板，消除了運(yùn)行時(shí)開銷。
類型安全性：函數(shù)模板強(qiáng)制執(zhí)行類型檢查，確保參數(shù)和返回值類型匹配。
注意事項(xiàng)
函數(shù)模板在使用時(shí)也需要注意一些事項(xiàng)：
泛化過度：避免創(chuàng)建過于通用的函數(shù)模板，這可能會(huì)導(dǎo)致代碼復(fù)雜度增加。
類型限制：函數(shù)模板參數(shù)可能受到類型限制，例如不能用于浮點(diǎn)數(shù)類型。
模板元編程的復(fù)雜性：元編程需要對模板機(jī)制有深入的理解，可能會(huì)導(dǎo)致難以理解和調(diào)試的代碼。
