C++函数模板的重载

当需要对不同的类型使用同一种算法（同一个函数体）时，为了避免定义多个功能重复的函数，可以使用模板。然而，并非所有的类型都使用同一种算法，有些特定的类型需要单独处理，为了满足这种需求，C++ 允许对函数模板进行重载，程序员可以像重载常规函数那样重载模板定义。

在《C++函数模板》一节中我们定义了 Swap() 函数用来交换两个变量的值，一种方案是使用指针，另外一种方案是使用引用，请看下面的代码：

//方案①：使用指针
template<typename T> void Swap(T *a, T *b)
{
    T temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

//方案②：使用引用
template<class T> void Swap(T &a, T &b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

这两种方案都可以交换 int、float、char、bool 等基本类型变量的值，但是却不能交换两个数组。

对于方案①，调用函数时传入的是数组指针，或者说是指向第 0  个元素的指针，这样交换的仅仅是数组的第 0 个元素，而不是整个数组。数组和指针本来是不等价的，只是当函数的形参为指针时，传递的数组也会隐式地转换为指针，这在《C语言入门教程》中的《数组和指针绝不等价，数组是另外一种类型》《数组到底在什么时候会转换为指针》两节中做了详细讲解，不了解的读者请猛击链接深入学习。

对于方案②，假设传入的是一个长度为 5 的 int 类型数组（该数组的类型是 int [5]），那么 T 的真实类型为int [5]，T temp会被替换为int [5] temp，这显然是错误的。另外一方面，语句a=b;尝试对数组 a 赋值，而数组名是常量，它的值不允许被修改，所以也会产生错误。总起来说，方案②会有两处语法错误。

交换两个数组唯一的办法就是逐个交换所有的数组元素，请看下面的代码：

template<typename T> void Swap(T a[], T b[], int len)
{
    T temp;
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
        temp = a[i];
        a[i] = b[i];
        b[i] = temp;
    }
}

在该函数模板中，最后一个参数的类型为具体类型（int），而不是泛型。并不是所有的模板参数都必须被泛型化。

下面是一个重载函数模板的完整示例：

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T> void Swap(T &a, T &b);  //模板①：交换基本类型的值
template<typename T> void Swap(T a[], T b[], int len);  //模板②：交换两个数组

void printArray(int arr[], int len);  //打印数组元素

int main()
{
    //交换基本类型的值
    int m = 10, n = 99;
    Swap(m, n);  //匹配模板①
    cout<<m<<", "<<n<<endl;

    //交换两个数组
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int b[5] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
    int len = sizeof(a) / sizeof(int);  //数组长度
    Swap(a, b, len);  //匹配模板②
    printArray(a, len);
    printArray(b, len);

    return 0;
}

template<class T> void Swap(T &a, T &b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<typename T> void Swap(T a[], T b[], int len)
{
    T temp;
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
        temp = a[i];
        a[i] = b[i];
        b[i] = temp;
    }
}

void printArray(int arr[], int len)
{
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
        if(i == len-1)
        {
            cout<<arr[i]<<endl;
        }
        else
        {
            cout<<arr[i]<<", ";
        }
    }
}

运行结果：

99, 10
10, 20, 30, 40, 50
1, 2, 3, 4, 5