C++ 函数模板
一、为什么要有函数模板？
先看痛点：你要写两个交换函数，int 版、double 版：
cpp
// int 交换
void swapInt(int &a, int &b)
{
int t = a; a = b; b = t;
}
// double 交换
void swapDouble(double &a, double &b)
{
double t = a; a = b; b = t;
}逻辑完全一样 ，只是类型不一样，重复写代码太冗余。
函数模板作用 ：写一份通用逻辑 ，不指定具体类型，编译器根据你传的类型，自动生成对应版本的函数。
一句话：一份模板，适配所有类型。
二、函数模板 标准语法
1. 模板头写法
两种写法都可以：
cpp
template <typename T> // 写法1：推荐
template <class T> // 写法2：老式写法，效果一样-
template：关键字，声明这是模板 -
<>里面是模板参数 -
T是类型参数，代表任意一种通用类型（自己起名，T/T1/T2 都行）
2. 完整函数模板格式
cpp
template <typename T>
函数返回值 函数名(形参列表)
{
函数逻辑，里面用 T 当类型用
}三、写第一个函数模板：通用交换函数
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
// 定义函数模板
template <typename T>
void mySwap(T &a, T &b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main()
{
int x = 10, y = 20;
mySwap(x, y); // 自动推导 T = int
cout << x << " " << y << endl;
double m = 1.1, n = 2.2;
mySwap(m, n); // 自动推导 T = double
cout << m << " " << n << endl;
return 0;
}核心关键点
-
你只写了一份代码
-
编译器在编译时，自动实例化 出
int版、double版函数 -
不用自己重复写重载函数
四、函数模板的两种调用方式
1. 自动类型推导（常用）
编译器根据实参，自己猜出 T 是什么类型
cpp
mySwap(x, y); // 自动推导出 T=int要求：形参类型必须完全一致，不能一个 int 一个 double。
2. 显式指定类型
手动告诉编译器 T 是什么类型
cpp
mySwap<int>(x, y);
mySwap<double>(m, n);适用场景：
-
无法自动推导时
-
强制指定类型转换
五、模板支持 多个类型参数
可以定义多个通用类型 T1、T2
cpp
template <typename T1, typename T2>
void printTwo(T1 a, T2 b)
{
cout << a << " , " << b << endl;
}
// 使用
printTwo(100, 3.14);
printTwo("hello", 666);六、普通函数 和 函数模板 同时存在（优先级规则）
-
如果普通函数能匹配上 ：优先调用普通函数
-
如果普通函数匹配不上，编译器会实例化模板调用
-
可以用
空模板参数<>强制调用模板函数
示例：
cpp
// 普通函数
void mySwap(int &a, int &b)
{
cout << "调用普通函数" << endl;
}
// 函数模板
template <typename T>
void mySwap(T &a, T &b)
{
cout << "调用函数模板" << endl;
}
int main()
{
int a=1,b=2;
mySwap(a,b); // 优先普通函数
mySwap<>(a,b); // 强制调用模板
double c=1.1,d=2.2;
mySwap(c,d); // 只能匹配模板，调用模板
return 0;
}考试面试必背规则：
普通函数优先匹配；模板做备胎；
<>强制走模板。
七、函数模板 具体化 / 特化（重点）
场景：大部分类型用通用模板，唯独某一个类型要单独特殊处理 ，就用模板特化。
语法格式：
cpp
// 通用模板
template <typename T>
void show(T a)
{
cout << "通用版本：" << a << endl;
}
// 针对 string 类型 特化版本
template <>
void show<string>(string a)
{
cout << "string 特化版本：" << a << endl;
}调用规则：
匹配到特化版本 → 优先用特化；否则用通用模板。
八、函数模板 底层原理（必须理解）
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模板本身不生成函数，只是一张 "图纸"
-
编译阶段，根据实参类型 ，按照图纸生成对应类型的函数 ，这个过程叫 模板实例化
-
用多少种类型，就生成多少个重载版本
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只在第一次使用该类型时实例化，后续复用
九、函数模板 使用限制（易错点 必记）
- 自动推导时，实参类型必须严格一致
cpp
template<typename T>
void func(T a, T b);
func(10, 3.14); // 报错！一个int 一个double，推导冲突解决：显式指定 func<int>(10,3.14)
-
模板里不能出现无法通用的操作
比如模板里写
T++，如果 T 是字符串、自定义类且没重载 ++，直接报错。 -
模板声明和实现不能拆分到 .h 和 .cpp
因为编译时要看到完整模板代码，否则无法实例化；
工程里模板一般全部写在头文件里。
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不能用局部类型、匿名类型做模板参数
十、一句话浓缩 必背考点
-
函数模板用
template<class T>或template<typename T>定义； -
作用：一份代码适配多种数据类型，减少冗余；
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调用方式：自动类型推导、显式指定类型；
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普通函数和模板共存：普通函数优先，<> 强制走模板；
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特化模板：给特定类型单独定制逻辑；
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原理：模板是图纸，使用时才实例化生成具体函数；
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模板代码建议全写在头文件，不要分离声明实现。