函數(shù)模板是指這樣的一類函數(shù)：可以用多種不同數(shù)據(jù)類型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)用，代表了一個函數(shù)家族。它的外表和普通的函數(shù)很相似，唯一的區(qū)別就是：函數(shù)中的有些元素是未確定的，這些元素將在使用的時候才被實例化。

先來看一個簡單的例子：

一、定義一個簡單的函數(shù)模板

下面的這個例子就定義了一個模板函數(shù)，它會返回兩個參數(shù)中最大的那一個：

這個函數(shù)模板定義了一個“返回兩個值中最大者”的函數(shù)家族，而參數(shù)的類型還沒有確定，用類型模板參數(shù)T來確定。模板參數(shù)需要使用如下的方式來聲明：

template< 模板參數(shù)列表 >

在這個例子中，模板參數(shù)列表為：typename T。關(guān)鍵字typename引入了T這個類型模板參數(shù)。當(dāng)然了，可以使用任何標(biāo)識符作為類型模板參數(shù)的名稱。我們可以使用任何類型(基本數(shù)據(jù)類型、類類型)來實例化該函數(shù)模板，只要所使用的數(shù)據(jù)類型提供了函數(shù)模板中所需要的操作即可。例如，在這個例子中，類型T需要支持operator <，因為a和b就是通過這個操作符來比較大小的。

鑒于歷史原因，也可以使用關(guān)鍵字class來取代typename來定義類型模板參數(shù)，然而應(yīng)該盡可能地使用typename。

二、使用函數(shù)模板

下面的程序使用了上面定義的這個函數(shù)模板：

通常而言，并不是把模板編譯成一個可以處理任何類型的單一實體，而是針對于實例化函數(shù)模板參數(shù)的每種類型，都從函數(shù)模板中產(chǎn)生出一個獨立的函數(shù)實體。因此，針對于每種類型，模板代碼都被編譯了一次。這種用具體類型代替模板參數(shù)的過程，叫做模板的實例化。它產(chǎn)生了一個新的函數(shù)實例(與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中的實例化不同)。

如果試圖基于一個不支持模板內(nèi)部所使用的操作的類型實例化一個模板，那么將會引發(fā)一個編譯期錯誤：

所以說：模板被編譯了兩次，分別發(fā)生于：

模板實例化之前，查看語法是否正確，此時可能會發(fā)現(xiàn)遺漏的分號等。

模板實例化期間，檢查模板代碼， 查看是否所有的調(diào)用都有效。此時可能會發(fā)現(xiàn)無效的調(diào)用，例如實例化類型不支持某些函數(shù)調(diào)用等。

所以這引發(fā)了一個重要的問題：當(dāng)使用函數(shù)模板并且引發(fā)模板實例化時，編譯器必須查看模板的定義。事實上，這就不同于普通的函數(shù)，因為對于普通的函數(shù)而言，只要有函數(shù)的聲明(甚至不需要定義)，就可以順利地通過編譯期。

三、函數(shù)模板實參推斷

當(dāng)我們?yōu)槟承崊⒄{(diào)用一個函數(shù)模板時，模板參數(shù)可以由我們所傳遞的實參來決定。

注意：函數(shù)模板在推斷參數(shù)類型時，不允許自動類型轉(zhuǎn)換，每個類型模板參數(shù)都必須正確的匹配。

注意：模板實參推斷并不適合返回類型。因為返回類型并不會出現(xiàn)在函數(shù)調(diào)用參數(shù)的類型里面。

所以，必須要顯示地指定返回類型：

四、函數(shù)模板的重載

和普通的函數(shù)一樣，函數(shù)模板也可以被重載。在下面的例子中，一個非模板函數(shù)可以和一個同名的函數(shù)模板同時存在，這稱為函數(shù)模板的特化。而且該函數(shù)模板還被實例化為這個非模板函數(shù)。

總結(jié)如下：

（1）對于非模板函數(shù)和同名的函數(shù)模板，如果其它條件都是相同的話，那么在調(diào)用的時候，重載解析過程中會優(yōu)先調(diào)用非模板函數(shù)，而不會實例化模板(04)。

（2）如果模板可以產(chǎn)生一個具有更好匹配的函數(shù)，那么將選擇模板(02, 03)。

（3）還可以顯示地指定一個空的模板參數(shù)列表，告訴編譯器：必須使用模板來匹配(05)。

（4）由于函數(shù)模板拒絕隱式類型轉(zhuǎn)換，所以當(dāng)所有的模板都無法匹配，但是發(fā)現(xiàn)可以通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換來匹配一個非模板函數(shù)時，將調(diào)用那個函數(shù)(07)。

五、函數(shù)模板重載的注意事項

在重載函數(shù)模板時，請謹(jǐn)記：將對函數(shù)聲明的改變限制在以下兩種情況中：

改變參數(shù)的數(shù)目

顯示指定模板的參數(shù)(即函數(shù)模板特化)

否則，很可能會導(dǎo)致非預(yù)期的結(jié)果，例如在下面的例子中，模板函數(shù)是使用引用進(jìn)行傳參的，然而在其中的一個重載中(實際上是針對char*進(jìn)行的特化)，卻使用了值傳遞的方式，這將會導(dǎo)致不可預(yù)期的結(jié)果：

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