C++函数模板

　　在《C++函数重载》一节中，为了交换不同类型的变量的值，我们通过函数重载定义了四个名字相同、参数列表不同的函数，下面一起来学习一下吧！

　　//交换 int 变量的值

　　void Swap(int *a, int *b){

　　int temp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = temp;

　　}

　　//交换 float 变量的值

　　void Swap(float *a, float *b){

　　float temp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = temp;

　　}

　　//交换 char 变量的值

　　void Swap(char *a, char *b){

　　char temp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = temp;

　　}

　　//交换 bool 变量的值

　　void Swap(bool *a, bool *b){

　　char temp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = temp;

　　}

　　这些函数虽然在调用时方便了一些，但从本质上说还是定义了三个功能相同、函数体相同的函数，只是数据的类型不同而已，这看起来有点浪费代码，能不能把它们压缩成一个函数呢？

　　我们知道，数据的值可以通过函数参数传递，在函数定义时数据的值是未知的，只有等到函数调用时接收了实参才能确定其值。这就是值的参数化。

　　在C++中，数据的类型也可以通过参数来传递，在函数定义时可以不指明具体的数据类型，当发生函数调用时，编译器可以根据传入的实参自动推断数据类型。这就是类型的参数化。

　　值（Value）和类型（Type）是数据的两个主要特征，它们在C++中都可以被参数化。

　　所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，它所用到的数据的类型（包括返回值类型、形参类型、局部变量类型）可以不具体指定，而是用一个虚拟的类型来代替（实际上是用一个标识符来占位），等发生函数调用时再根据传入的实参来逆推出真正的类型。这个通用函数就称为函数模板（Function Template）。

　　在函数模板中，数据的值和类型都被参数化了，发生函数调用时编译器会根据传入的实参来推演形参的值和类型。换个角度说，函数模板除了支持值的参数化，还支持类型的参数化。

　　一但定义了函数模板，就可以将类型参数用于函数定义和函数声明了。说得直白一点，原来使用 int、float、char 等内置类型的地方，都可以用类型参数来代替。

　　下面我们就来实践一下，将上面的四个Swap() 函数压缩为一个函数模板：

　　#include

　　using namespace std;

　　templatevoid Swap(T *a, T *b){

　　T temp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = temp;

　　}

　　int main(){

　　//交换 int 变量的值

　　int n1 = 100, n2 = 200;

　　Swap(&n1, &n2);

　　cout<<n1<<", "<<n2<<endl;

　　//交换 float 变量的值

　　float f1 = 12.5, f2 = 56.93;

　　Swap(&f1, &f2);

　　cout<<f1<<", "<<f2<<endl;

　　//交换 char 变量的值

　　char c1 = 'A', c2 = 'B';

　　Swap(&c1, &c2);

　　cout<<c1<<", "<<c2<<endl;

　　//交换 bool 变量的值

　　bool b1 = false, b2 = true;

　　Swap(&b1, &b2);

　　cout<<b1<<", "<<b2<<endl;

　　return 0;

　　}

　　运行结果：

　　200, 100

　　56.93, 12.5

　　B, A

　　1, 0

　　请读者重点关注第 4 行代码。template是定义函数模板的关键字，它后面紧跟尖括号<>，尖括号包围的是类型参数（也可以说是虚拟的类型，或者说是类型占位符）。typename是另外一个关键字，用来声明具体的类型参数，这里的类型参数就是T。从整体上看，template被称为模板头。

　　模板头中包含的类型参数可以用在函数定义的各个位置，包括返回值、形参列表和函数体；本例我们在形参列表和函数体中使用了类型参数T。

　　类型参数的命名规则跟其他标识符的命名规则一样，不过使用 T、T1、T2、Type 等已经成为了一种惯例。

　　定义了函数模板后，就可以像调用普通函数一样来调用它们了。

　　在讲解C++函数重载时我们还没有学到引用（Reference），为了达到交换两个变量的值的目的只能使用指针，而现在我们已经对引用进行了深入讲解，不妨趁此机会来实践一把，使用引用重新实现 Swap() 这个函数模板：

　　#include

　　using namespace std;

　　templatevoid Swap(T &a, T &b){

　　T temp = a;

　　a = b;

　　b = temp;

　　}

　　int main(){

　　//交换 int 变量的值

　　int n1 = 100, n2 = 200;

　　Swap(n1, n2);

　　cout<<n1<<", "<<n2<<endl;

　　//交换 float 变量的值

　　float f1 = 12.5, f2 = 56.93;

　　Swap(f1, f2);

　　cout<<f1<<", "<<f2<<endl;

　　//交换 char 变量的值

　　char c1 = 'A', c2 = 'B';

　　Swap(c1, c2);

　　cout<<c1<<", "<<c2<<endl;

　　//交换 bool 变量的值

　　bool b1 = false, b2 = true;

　　Swap(b1, b2);

　　cout<<b1<<", "<<b2<<endl;

　　return 0;

　　}

　　引用不但使得函数定义简洁明了，也使得调用函数方便了很多。整体来看，引用让编码更加漂亮。

　　下面我们来总结一下定义模板函数的语法：

　　template返回值类型函数名(形参列表){

　　//在函数体中可以使用类型参数

　　}

　　类型参数可以有多个，它们之间以逗号,分隔。类型参数列表以< >包围，形式参数列表以( )包围。

　　typename关键字也可以使用class关键字替代，它们没有任何区别。C++ 早期对模板的支持并不严谨，没有引入新的关键字，而是用 class 来指明类型参数，但是 class 关键字本来已经用在类的定义中了，这样做显得不太友好，所以后来 C++ 又引入了一个新的关键字 typename，专门用来定义类型参数。不过至今仍然有很多代码在使用 class 关键字，包括 C++ 标准库、一些开源程序等。

　　本教程会交替使用 typename 和 class，旨在让读者在别的地方遇到它们时不会感觉陌生。更改上面的 Swap() 函数，使用 class 来指明类型参数：

　　templatevoid Swap(T &a, T &b){

　　T temp = a;

　　a = b;

　　b = temp;

　　}

　　除了将 typename 替换为 class，其他都是一样的。

　　为了加深对函数模板的理解，我们再来看一个求三个数的最大值的例子：

　　#include

　　using namespace std;

　　//声明函数模板

　　templateT max(T a, T b, T c);