Шаблоны функций

Шаблоны функций в языке С позволяют создать общее определение функции, применяемой для различных типов данных.

Ранее, чтобы использовать одну и ту же функцию с различными типами данных мы создавали отдельную перегруженную версию этой функции для каждого типа. Например:
Теперь, используя шаблон мы сможем реализовать единственное описание, обрабатывающее значения любого типа:

Теперь - обсудим то, что у нас получилось.

1. Идентификатор T является параметром типа. Именно он определяет тип параметра, передаваемого в момент вызова функции.

2. Допустим, программа вызывает функцию Abs и передает ей значения типа int:

3. В данном случае, компилятор автоматически создает версию функции, где вместо T подставляется тип int.

4. Теперь функция будет выглядеть так:

5. Следует отметить, что компилятор создаст версии функции для любого вызова, с любым типом данных. Такой процесс носит название - создание экземпляра шаблона функции.
Основные принципы и понятия при работе с шаблоном.

Теперь, после поверхностного знакомства - мы рассмотрим все особенности работы шаблонов:

1. При определении шаблона используются два спецификатора: template и typename.

2. На место параметра типа Т можно подставить любое корректное имя.

3. В угловые скобки можно записывать больше одного параметра типа.

4. Параметр функции - это значение, передаваемое в функцию при выполнении программы.

5. Параметр типа - указывает тип аргумента, передаваемого в функцию, и обрабатывается только при компиляции.
Процесс компиляции шаблона.

1. Определение шаблона не вызывает генерацию кода компилятором самостоятельно. Последний создает код функции только в момент её вызова и генерирует при этом соответствующую версию функции.

2. Следующий вызов с теми же типами данных параметров не спровоцирует генерацию дополнительной копии функции, а вызовет ее уже существующую копию.

3. Компилятор создает новую версию функции, только если тип переданного параметра не совпадает ни с одним из предыдущих вызовов.
Пример работы с шаблоном.

1. Шаблон генерирует множество функций, возвращающих большее из двух значений с одинаковым типом данных.

2. Оба параметра определены как параметры типа T и при вызове функции передаваемые переметры должны быть строго одного типа. В данном случае возможны такие вызовы функции:

А такой вызов приведет к ошибке:

// ОШИБКА!

Компилятор не сможет преобразовать параметр int в double.

Решением проблемы передачи разных параметров является такой шаблон:


В этом случае Т1 обозначает тип значения, передаваемого в качестве первого параметра, а Т2 - второго.
ВНИМАНИЕ!!!

Каждый параметр типа, встречающийся внутри угловых скобок, должен ОБЯЗАТЕЛЬНО появляться в списке параметров функции. В противном случае произойдет ошибка на этапе компиляции.
// ОШИБКА! список параметров должен включать T2 как параметр типа.

Переопределение шаблонов функций

1. Каждая версия функции, генерируемая с помощью шаблона, содержит один и тот же фрагмент кода.

2. Однако, для отдельных параметров типа можно обеспечить особую реализацию кода, т. е. определить обычную функцию с тем же именем, что и шаблон.

3. Обычная функция переопределит шаблон. Если компилятор находит типы переданных параметров соответствующие спецификации обычной функции, то он вызовает ее, и не создает функцию по шаблону.