面试题：C++函数模板实例化的基础过程

Question

简述C++函数模板实例化的基本过程，包括隐式实例化和显式实例化，并举例说明两者的区别。

Answer 1

函数模板实例化基本过程

1. 隐式实例化：当编译器遇到一个函数模板调用，且模板参数未显式指定时，编译器会根据调用的实参类型来推导模板参数类型，进而生成一个具体的函数实例。例如有函数模板 template <typename T> T add(T a, T b) { return a + b; }，当调用 add(3, 5); 时，编译器根据实参 3 和 5 的类型 int，推导出 T 为 int，从而生成 int add(int a, int b) 这样一个具体函数实例。
2. 显式实例化：程序员通过明确指定模板参数类型，让编译器生成特定类型的函数实例。语法为 template return_type function_name<template_arguments>(argument_list);。比如对于上述 add 函数模板，显式实例化 template int add<int>(int a, int b);，这样即使没有对 add 函数以 int 类型参数进行调用，也会生成 int add(int a, int b) 这个函数实例。

两者区别举例

#include <iostream>

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

int main() {
    // 隐式实例化
    int result1 = add(2, 3); // 编译器根据实参推导T为int，隐式实例化int add(int, int)
    std::cout << "隐式实例化结果: " << result1 << std::endl;

    // 显式实例化
    template float add<float>(float a, float b);
    float result2 = add<float>(2.5f, 3.5f);
    std::cout << "显式实例化结果: " << result2 << std::endl;

    return 0;
}

在这个例子中，隐式实例化是根据调用时的实参类型 int 让编译器自动推导并生成 int add(int, int)；而显式实例化是通过 template float add<float>(float a, float b); 提前指定生成 float add(float, float) 函数实例，即便没有直接根据 float 类型实参的调用，该实例也会生成。