面试题：C++函数模板实例化延迟策略的基础理解

Question

请简要阐述C++函数模板实例化的延迟策略是什么，为什么要有这种策略，并举一个简单的代码示例说明该策略在实际中的体现。

Answer 1

C++函数模板实例化的延迟策略

1. 延迟策略定义：C++函数模板的实例化延迟到使用该模板函数的地方，即只有在调用模板函数时，编译器才会根据实际传入的参数类型对函数模板进行实例化。
2. 为什么要有这种策略
   • 提高代码灵活性：延迟实例化使得模板可以接受多种不同类型的参数，而不需要在模板定义时就确定具体类型，增加了代码的通用性和复用性。例如，一个用于比较大小的模板函数可以用于不同类型的数据比较，而无需为每种类型编写一个独立的函数。
   • 减少不必要的实例化：如果在模板定义处就进行实例化，对于很多可能永远不会使用到的类型组合也会进行实例化，浪费编译时间和目标代码空间。延迟到调用处实例化，只有实际使用到的类型组合才会被实例化。

代码示例

#include <iostream>

// 函数模板定义
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    // 调用函数模板，编译器在此处根据传入的参数类型进行实例化
    int result1 = add(3, 5); 
    double result2 = add(3.5, 5.5); 

    std::cout << "Int addition result: " << result1 << std::endl;
    std::cout << "Double addition result: " << result2 << std::endl;

    return 0;
}

在上述代码中，add函数模板在定义时并没有进行实例化。直到在main函数中调用add函数，编译器才根据传入的参数类型（int和double）分别对函数模板进行实例化，生成对应的具体函数。这体现了函数模板实例化的延迟策略。