c++函数模板如何编写 泛型编程入门【c++进阶】

函数模板是C++泛型编程核心，通过类型参数化实现多类型适配；支持单/多类型参数、非类型参数、自动推导与显式指定，但不支持偏特化。

函数模板是C++泛型编程的核心工具，它让同一段代码能适配多种类型，避免重复编写相似逻辑。关键不在于记住语法，而在于理解“类型参数化”的本质——把类型当成可替换的变量来用。

基础写法：template + typename（或class）

最简单的函数模板长这样：

// 求两个值中的较大者
template
T max(T a, T b) {
  return a > b ? a : b;
}

说明：
• template 是声明模板头，T 是类型参数名（可用任意合法标识符，如U、ValueType）；
• typename 和 class 在这里完全等价，推荐用 typename（语义更准确，因为T不一定是类类型）；
• 函数体内直接使用 T 作为类型，编译器会在调用时根据实参自动推导出具体类型。

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调用示例：
// 编译器自动推导：T → int
max(3, 5);
// T → double
max(2.7, 1.9);
// T → std::string（需支持 > 比较）
max(std::string{"hello"}, std::string{"world"});

处理多个类型参数

当函数涉及不同类型（比如输入和输出不同、或多个独立类型），可以定义多个模板参数：

template
auto add(T a, U b) {
  return a + b;
}

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说明：
• 两个参数类型独立，互不约束；
• 返回类型用 auto（C++14起支持），由表达式 a + b 的结果类型自动推导；
• 也可显式指定返回类型：decltype(a + b) 或 C++11 的 decltype(a + b) operator+(T, U)（需配合 trailing return type）。

非类型模板参数：传值，不是传类型

模板参数不仅可以是类型，还可以是常量表达式（如整数、指针、引用），这类参数在编译期就确定：

template
void print_array(T (&arr)[N]) {
  for (int i = 0; i     std::cout   }
  std::cout }

说明：
• int N 是非类型参数，必须是编译期常量；
• T (&arr)[N] 是对固定大小数组的引用，能保留长度信息；
• 调用时无需显式写出 N：int a[5] = {1,2,3,4,5}; print_array(a); —— 编译器自动提取 N=5。

模板实参推导与显式指定

多数时候编译器能自动推导模板参数，但有时需要手动指定：

• 当函数参数无法提供足够信息（如只传 nullptr、或需要特定返回类型）：
  auto p = make_shared(42); // 必须显式写
• 当想强制使用某类型（绕过隐式转换）：
  max(3, 4.5f); // 强制 T=double，避免 T=int 导致精度丢失
• 函数模板重载或特化时，显式指定可控制匹配路径。

注意：函数模板不支持偏特化（partial specialization），只能全特化或用重载/constexpr if 替代。

泛型不是万能的，但它是写出灵活、可复用、类型安全代码的关键一步。从写一个 max 开始，慢慢加上约束（concept，C++20）、默认模板参数、SFINAE 技巧，自然就进阶了。

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