C++ Template 基础篇（一）：函数模板_Gravitoon的博客

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为什么要有泛型编程

C++是一门强类型语言，所以无法做到像动态语言（python javascript）那样子，编写一段通用的逻辑，可以把任意类型的变量传进去处理。泛型编程弥补了这个缺点，通过把通用逻辑设计为模板，摆脱了类型的限制，提供了继承机制以外的另一种抽象机制，极大地提升了代码的可重用性。

注意：模板定义本身不参与编译，而是编译器根据模板的用户使用模板时提供的类型参数生成代码，再进行编译，这一过程被称为模板实例化。用户提供不同的类型参数，就会实例化出不同的代码。

函数模板定义

把处理不同类型的公共逻辑抽象成函数，就得到了函数模板。

函数模板可以声明为inline或者constexpr的，将它们放在template之后，返回值之前即可。

普通函数模板

下面定义了一个名叫compare的函数模板，支持多种类型的通用比较逻辑。

template<typename T>
int compare(const T& left, const T& right) {
    if (left < right) {
        return -1; 
    if (right < left) {
        return 1; 
    return 0;
compare<int>(1, 2); //使用模板函数

成员函数模板

不仅普通函数可以定义为模板，类的成员函数也可以定义为模板。

class Printer {
public:
    template<typename T>
    void print(const T& t) {
        cout << t <<endl;
Printer p;
p.print<const char*>("abc"); //打印abc

为什么成员函数模板不能是虚函数(virtual)？

这是因为c++ compiler在parse一个类的时候就要确定vtable的大小，如果允许一个虚函数是模板函数，那么compiler就需要在parse这个类之前扫描所有的代码，找出这个模板成员函数的调用（实例化），然后才能确定vtable的大小，而显然这是不可行的，除非改变当前compiler的工作机制。

为了方便使用，除了直接为函数模板指定类型参数之外，我们还可以让编译器从传递给函数的实参推断类型参数，这一功能被称为模板实参推断。

compare(1, 2); //推断T的类型为int
compare(1.0, 2.0); //推断T的类型为double
p.print("abc"); //推断T的类型为const char*

有意思的是，还可以通过把函数模板赋值给一个指定类型的函数指针，让编译器根据这个指针的类型，对模板实参进行推断。

int (*pf) (const int&, const int&) = compare; //推断T的类型为int

当返回值类型也是参数时

当一个模板函数的返回值类型需要用另外一个模板参数表示时，你无法利用实参推断获取全部的类型参数，这时有两种解决办法：

返回值类型与参数类型完全无关，那么就需要显示的指定返回值类型，其他的类型交给实参推断。

注意：此行为与函数的默认实参相同，我们必须从左向右逐一指定。

template<typename T1, typename T2, typename T3>
T1 sum(T2 v2, T3 v3) {
  return static_cast<T1>(v2 + v3);
auto ret = sum<long>(1L, 23); //指定T1, T2和T3交由编译器来推断
template<typename T1, typename T2, typename T3>
T3 sum_alternative(T1 v1, T2 v2) {
  return static_cast<T1>(v1 + v2);
auto ret = sum_alternative<long>(1L, 23); //error，只能从左向右逐一指定
auto ret = sum_alternative<long,int,long>(1L,23); //ok, 谁叫你把最后一个T3作为返回类型的呢？

返回值类型可以从参数类型中获得，那么把函数写成尾置返回类型的形式，就可以愉快的使用实参推断了。

template<typename It>
auto sum(It beg, It end) -> decltype(*beg) {
  decltype(*beg) ret = *beg;
  for (It it = beg+1; it != end; it++) {
     ret  = ret + *it;
  return ret;
vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
auto s = sum(v.begin(), v.end()); //s = 10

实参推断时的自动类型转换

编译器进行模板实参推断时通常不会对实参进行类型转换，只有以下几种情况例外：

普通对象赋值给const引用 int a = 0; -> const T&
数组名转换为头指针 int a[10] = {0}; -> T*
函数名转换为函数指针 void func(int a){...} -> T*

函数模板重载

函数模板之间，函数模板与普通函数之间可以重载。编译器会根据调用时提供的函数参数，调用能够处理这一类型的 最特殊 的版本。在特殊性上，一般按照如下顺序考虑：

普通函数
特殊模板（限定了T的形式的，指针、引用、容器等）
普通模板（对T没有任何限制的）

对于如何判断某个模板更加特殊，原则如下：如果模板B的所有实例都可以实例化模板A，而反过来则不行，那么B就比A特殊。

template<typename T>
void func(T& t) { //通用模板函数
    cout << "In generic version template " << t << endl;
template<typename T>
void func(T* t) { //指针版本
    cout << "In pointer version template "<< *t << endl;
void func(string* s) { //普通函数
    cout << "In normal function " << *s << endl;
int i = 10;
func(i); //调用通用版本，其他函数或者无法实例化或者不匹配
func(&i); //调用指针版本，通用版本虽然也可以用，但是编译器选择最特殊的版本
string s = "abc";
func(&s); //调用普通函数，通用版本和特殊版本虽然也都可以用，但是编译器选择最特化的版本
func<>(&s); //调用指针版本，通过<>告诉编译器我们需要用template而不是普通函数

模板函数特化

有时通用的函数模板不能解决个别类型的问题，我们必须对此进行定制，这就是函数模板的特化。函数模板的特化必须把所有的模版参数全部指定。

template<>
void func(int i) {
    cout << "In special version for int "<< i << endl; 
int i = 10;
func(i); //调用特化版本

C++ Template 基础篇（一）：函数模板Template所代表的泛型编程是C++语言中的重要的组成部分，我将通过几篇blog对这半年以来的学习做一个系统的总结，本文是基础篇的第一部分。C Template 基础篇一函数模板为什么要有泛型编程函数模板定义普通函数模板成员函数模板为什么成员函数模板不能是虚函数virtual实参推断如何使用当返回值类型也是参数时实参推断时的自动类

C++ 提供了函数模板 (function template )｡所谓函数模板 ,实际上是建立一个通用函数 ,其函数类型和形参类型不具体指定,用一个虚拟的类型来代表｡这个通用函数就称为函数模板｡凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替,不必定义多个函数 ,只需在模板中定义一次即可｡在调用函数时系统会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型,从而实现了不同函数的功能。下面通过一个返回最大值的函数来举例。

模板（ Template ）指 C++ 程序设计设计语言中采用类型作为参数的程序设计，支持通用程序设计。 C++ 的标准库提供许多有用的函数大多结合了模板的观念，如STL以及IO Stream。函数模板在 c++ 入门中，很多人会接触swap(int&, int&)这样的函数类似代码如下: void swap(int&a , int& b) { int... 参考下面的比较函数模板，应该更好理解一些：定义一个函数模板，能完成两个相同类型数据比较。比较结果分别是 -1，0，1。当第一个数据小于第二个数据时，返回-1。当第一个数据等于第二个数据时，返回0。第一个数据大于第二个数据时，返回1。输入四组数据第一组是两个整数第二组是两个字符

首先要明确，virtual是用于支持类多态的关键字，所以出现在类声明之外的地方都是错误的。由此可以断定下文的1。普通函数（即非类 成员函数 ）不能是virtual的，否则不能通过编译，virtual只能出现在类声明中。构造函数（拷贝构造函数 /赋值构造函数）不能是virtual的。编译器会为每一个含有virtual 函数生成一个函数表（位于rodata段），每个类实例的最前端会包含一...

本书是在侯捷等翻译的繁体中文版基础上，用软件将PDF文件转换成word文件，然后将繁体转换成简体，再将一些台湾的术语改成了大陆的术语，并经过简单排版后的结果。对各位初学 C++ Template 的朋友应该有所帮助。可复制

本书是 C++ 模板编程的完全指南，旨在通过基本概念、常用技巧和应用实例3方面的有用资料，为读者打下 C++ 模板知识的坚实基础。全书共22章。第1章全面介绍了本书的内容结构和相关情况。第1部分(第2~7章)以教程的风格介绍了模板的基本概念，第2部分(第8~13章)阐述了模板的语言细节，第3部分(第14~18章)介绍了 C++ 模板所支持的基本设计技术，第4部分(第19~22章)深入探讨了各种使用模板的普通应用程序。附录A和B分别为一处定义原则和重载解析的相关资料。本书适合 C++ 模板技术的初学者阅读，也可供有一定编程经验的 C++ 程序员参考。

模板是 C++ 支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者 成员函数 的参数、返回值取得任意类型。模板是一种对类型进行参数化的工具，通常有两种形式：函数模板和类模板；函数模板针对仅参数类型不同的函数；类模板针对仅数据成员和 成员函数 类型不同的类。 int main() { int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; std::cout << "The sum of the array is: " << sum(arr) << std::endl; return 0; 这个函数模板可以接受任意类型的数组，并计算其元素之和。在主函数中，我们定义了一个整型数组，并使用 sum 函数计算了其元素之和。输出结果为： The sum of the array is: 15 至于 Lua closure factory 的完整代码和中文加密的问题，我也可以回答，但需要您提供更具体的问题和背景信息。