面试题：C++函数模板全特化与类型转换

Question

设计一个函数模板，它可以接收任意类型的参数并返回其平方值。接着，对指针类型进行全特化，使得指针类型参数在调用该函数时，将指针所指向的值平方后返回。假设指针指向的类型是`int`。请阐述这样设计的意义及可能遇到的问题。

Answer 1

// 函数模板定义
template<typename T>
T square(T num) {
    return num * num;
}

// 针对指针类型的全特化
template<>
int square<int*>(int* ptr) {
    return (*ptr) * (*ptr);
}

设计意义

1. 代码复用：函数模板可以处理各种类型的参数，无需为每种类型单独编写函数，提高了代码的复用性。
2. 类型安全：通过模板，编译器在编译期会进行类型检查，确保类型安全。
3. 特定需求处理：针对指针类型的全特化，能够处理指针指向的值的特殊情况，满足特定的业务需求。

可能遇到的问题

1. 空指针问题：如果传入的指针是一个空指针，对空指针解引用会导致程序崩溃。可以在特化函数中添加空指针检查来避免这种情况。
2. 类型不匹配：如果在调用特化函数时，传入的指针指向的不是int类型，会导致未定义行为。可以考虑使用static_assert在编译期进行类型检查。
3. 代码可读性：过多的模板特化可能会降低代码的可读性，尤其是对于复杂的模板和特化逻辑，需要通过良好的注释和文档来弥补。