C++学习笔记----11、模块、头文件及各种主题（二）---- 函数模板（1）

        也可以为单独的函数写模板。语法与类模板类似。例如，可以写如下通用的函数来查找数组中的值并返回其索引：

template <typename T>
optional<size_t> Find(const T& value, const T* arr, size_t size)
{for (size_t i{ 0 }; i < size; ++i) {if (arr[i] == value) {return i; // Found it; return the index.}}return {}; // Failed to find it; return empty optional.
}

        Find函数模板可以用于任何类型的数组。例如，可以用其查找int数组中的int的索引或SpreadsheetCell数组中的SpreadsheetCell。

        可以用两种方式调用函数：用<>显式指定模板类型参数或省略类型让编译器从参数中推断类型参数。下面是例子：

int main()
{int myInt{ 3 }, intArray[]{ 1, 2, 3, 4 };const size_t sizeIntArray{ size(intArray) };optional<size_t> res;res = Find(myInt, intArray, sizeIntArray);        // calls Find<int> by deduction.res = Find<int>(myInt, intArray, sizeIntArray);   // calls Find<int> explicitly.if (res) { println("{}", *res); }else { println("Not found"); }double myDouble{ 5.6 }, doubleArray[]{ 1.2, 3.4, 5.7, 7.5 };const size_t sizeDoubleArray{ size(doubleArray) };res = Find(myDouble, doubleArray, sizeDoubleArray);         // calls Find<double> by deduction.res = Find<double>(myDouble, doubleArray, sizeDoubleArray); // calls Find<double> explicitly.if (res) { println("{}", *res); }else { println("Not found"); }//res = Find(myInt, doubleArray, sizeDoubleArray);        // DOES NOT COMPILE! Arguments are different types.res = Find<double>(myInt, doubleArray, sizeDoubleArray);  // calls Find<double> explicitly, even with myInt.SpreadsheetCell cell1{ 10 };SpreadsheetCell cellArray[]{ SpreadsheetCell{ 4 }, SpreadsheetCell{ 10 } };const size_t sizeCellArray{ size(cellArray) };res = Find(cell1, cellArray, sizeCellArray);                  // calls Find<SpreadsheetCell> by deduction.res = Find<SpreadsheetCell>(cell1, cellArray, sizeCellArray); // calls Find<SpreadsheetCell> explicitly.res = Find(myInt, intArray);
}

        上面的Find()函数的实现要求作为其中的一个参数给出数组的大小。有时编译器是知道数组的确切大小的，例如，对于基于堆的数组。不必要传递数组的大小就能够调用Find()会比较好。可以通过添加如下的函数模板来达到目的。其实现只是将前面的Find()函数模板进行了间接调用。也演示了函数模板可以使用无类型参数，就像类模板一样。

template <typename T, size_t N>
optional<size_t> Find(const T& value, const T(&arr)[N])
{return Find(value, arr, N);
}

Find()重载的语法看起来有一点儿奇怪，但是其用法是直接的，示例如下：

int myInt { 3 }, intArray[] {1, 2, 3, 4};
optional<size_t> res { Find(myInt, intArray) };

        与类模板成员函数定义类似，函数模板定义（不仅仅是原型）必须对使用它们的所有源文件可用。这样的话，应该将定义放到模块定义接口文件中，如果不只一个源文件使用它们的话要进行导出。

        最后，函数模板的模板参数可以有缺省省，与类模板类似。

        注意：C++是标准库提供了std::find()函数模板，比这里示例的Find()函数模板要强大得多。

1、函数重载与函数模板

        当要提供一个函数可以使用两种不同的数据类型时有两种选择：提供函数重载或提供函数模板。在这两种选项中怎么选择呢？

        当写一个函数用于不同的数据类型时，函数体对于所有数据类型都是一样的，就提供函数模板。如果函数体对于不同的数据类型是不同，就提供函数重载。

2、函数模板重载

        理论上，c++语言允许写函数模板特例，与写类模板特例一样。然而，很少会想这样做，因为这样的函数模板特例不参与重载解析，因此可能行为不可预知。

        反之，可以用非模板函数或其他函数模板来重载函数模板。例如，你可以想要写一个Find()来重载const char*的C风格的字符串来用strcmp()进行比较，而不是用operator==，因为==只会比较指针，而不是真正的字符串。下面是这样的一个重载：

template <typename T>
optional<size_t> Find(const T& value, const T* arr, size_t size)
{println("original");for (size_t i{ 0 }; i < size; ++i) {if (arr[i] == value) {return i; // Found it; return the index.}}return {}; // Failed to find it; return empty optional.
}

        重载的函数可以使用如下：

int main()
{// Using an array for word to make sure no literal pooling happens, see Chapter 2.const char word[]{ "two" };const char* words[]{ "one", "two", "three", "four" };const size_t sizeWords{ size(words) };optional<size_t> res{ Find(word, words, sizeWords) }; // Calls non-template find.if (res) { println("{}", *res); }else { println("Not found"); }res = Find<const char*>(word, words, sizeWords); // Calls template with T=const char*.if (res) { println("{}", *res); }else { println("Not found"); }
}

        对Find()的调用正确地找到了字符串”two”在索引1上。

        如果显式地指定了模板类型参数如下，那么 函数模板就会用T=const char*，而不是const char*的重载：

res = Find<const char*>(word, words, sizeWords);

        其对Find()的调用没有找到匹配的，因为它没有比较真正的字符串，而是比较的指针。

        当编译器的重载解析过程有两个可能的候选项时，一个是函数模板，另一个是非模板函数，那么 编译器总是倾向于使用非模板函数。