C++如何编写函数模板？（泛型编程入门）

函数模板是C++泛型编程核心，用template声明，支持自动类型推导、多参数及默认参数，但不支持偏特化，需重载或if constexpr处理特例。

函数模板是C++泛型编程的核心机制，它允许你用一套代码适配多种类型，避免重复编写相似逻辑的函数。

函数模板的基本语法

用 template 或 template 声明模板参数，再定义函数。T 是占位符，编译器会在调用时自动推导实际类型。

• typename 和 class 在这里完全等价，习惯上对类型参数多用 typename
• 模板声明必须紧邻函数定义之前，不能有空行或其它语句隔开
• 函数体中可像使用普通类型一样使用 T，比如声明变量、作为参数或返回值类型

一个实用的交换函数模板

以 swap 为例，对比普通函数和模板写法：

template 
void my_swap(T& a, T& b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

• 调用时无需显式指定类型：my_swap(x, y)，编译器自动识别 x、y 的类型
• 支持内置类型（int、double）、自定义类（只要支持拷贝构造和赋值）
• 若传入不同类型（如 my_swap(a, 3.14)），编译失败——模板参数 T 必须唯一确定

处理多个类型参数与默认模板参数

模板可接受多个类型参数，也可为部分参数设置默认类型：

template 
T add(const T& a, const U& b) {
    return static_cast(a + b);
}

• 调用 add(5, 2) 时，T 和 U 都是 int；调用 add(5.5, 2) 时，T 是 double，U 是 int
• 默认参数必须靠右，不能跳过中间参数（即不能只指定 U 而不指定 T）
• 注意隐式转换风险，建议在关键逻辑中用 static_cast 明确类型行为

模板实参推导与显式实例化

大多数时候依赖自动推导，但某些场景需手动指定：

• 函数参数无法提供足够信息时（如空数组、字面量类型模糊），可用 my_func(x) 显式指定
• 显式实例化（template void my_swap<:string>(std::string&, std::string&);）可强制生成某版本代码，用于分离编译或提前检查
• 函数模板不支持偏特化（类模板才支持），如需特殊处理某类型，应使用函数重载或 if constexpr（C++17起）

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