C++ 函数模板详解：高级程序设计的天地

函数模板允许多数据类型通用函数的创建，增强代码可维护性和效率。使用类型参数 T，函数模板可以操作任意数据类型，而无需创建不同函数版本。编译器自动推断实参类型并实例化适当函数版本。实战案例：计算数组中元素个数的函数模板可接受任何类型数组并返回每个唯一元素的计数，无需修改代码。

C 函数模板详解：高级程序设计的天地

简介

函数模板是一种强大的 C 特性，它允许您创建可用于不同数据类型或参数个数的通用函数。通过使用函数模板，您可以编写灵活、可重用的代码，从而增强代码的可维护性和效率。

语法

函数模板的语法如下：

template<typename T>
T myFunction(T x, T y) {
  // 函数体
}

在上面的示例中：

• template<typename T> 表示这是一个函数模板，并且参数 T 是一个类型参数。
• T myFunction(T x, T y) 定义了函数签名，指定了它接受和返回一个与参数 T 类型相同的类型。

类型参数

类型参数的作用类似于普通的函数参数，但它们是类型而不是值。这使您可以在函数模板中操作任意数据类型，而无需创建不同的函数版本。

实参推断

当您调用函数模板时，编译器会自动推断实参的类型并实例化适当的函数版本。例如：

int maximum(int a, int b) {
  return a > b ? a : b;
}

double maximum(double a, double b) {
  return a > b ? a : b;
}

template<typename T>
T maximum(T a, T b) {
  return a > b ? a : b;
}

在上面的示例中，前两个 maximum 函数是普通函数，需要明确指定实参类型。而最后一个 maximum 函数是一个函数模板，它可以接受任何类型的数据作为输入参数。

实战案例：计算数组中元素的个数

考虑一个包含不同元素类型的数组，您需要计算每种元素的个数。使用函数模板，您可以轻松地实现此功能：

template<typename T>
map<T, int> countElements(const vector<T>& arr) {
  map<T, int> count;
  for (const T& element : arr) {
    count[element]++;
  }
  return count;
}

int main() {
  vector<int> intArray = {1, 2, 3, 4, 5, 1, 2};
  vector<double> doubleArray = {1.1, 2.2, 3.3, 1.1, 2.2};
  map<int, int> intCounts = countElements(intArray);
  map<double, int> doubleCounts = countElements(doubleArray);

  // 打印计数
  for (const auto& [key, value] : intCounts) {
    cout << "int: " << key << ", count: " << value << endl;
  }
  for (const auto& [key, value] : doubleCounts) {
    cout << "double: " << key << ", count: " << value << endl;
  }
  return 0;
}

在这个示例中，countElements 函数是一个函数模板，接受一个任意类型数组并返回一个映射，其中包含每个唯一元素的计数。实参推断允许我们对不同类型的数组调用该函数而无需修改代码。

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