関数テンプレート¶

型やコンパイル時に定まる値をパラメータ化する機能をテンプレートといいます。型に依存せず処理を共通化するために使用されます。

関数に対するテンプレートを関数テンプレートといいます。関数テンプレートを定義するには次のようにします。

template <typename T>
T Sum(T a, T b) {
    return a + b;
}

型をパラメータ化するには typename を使用します。この例では T という型で2つの引数と戻り値をパラメータ化しています。この関数テンプレートの関数を呼び出すには次のようにします。

Sum<int>(1, 2);         // 3
Sum<double>(1.2, 3.4);  // 4.6

関数呼び出し時に < ... > で T の型を指定します。

テンプレート実引数の省略¶

実引数から型パラメータ T を推論できる場合には呼び出し時の < ... > を省略することができます。

Sum(1, 2);      // 3
Sum(1.2, 3.4);  // 4.6

第1引数を int 、第2引数を double にすると T の型を推論できず、呼び出し時の < ... > を省略した場合コンパイルエラーになります。

Sum<double>(1, 2.3);  // 3.3
// Sum(1, 2.3);       // コンパイルエラー

複数のテンプレート引数¶

パラメータ化する型やコンパイル時に定まる値は 1つだけではなく複数にすることができます。

戻り値を double に固定して第1引数と第2引数をパラメータ化するには次のようにします。

template <typename T, typename U>
double Sum(T a, U b) {
    return a + b;
}

この場合には次の関数呼び出しもコンパイルエラーにはなりません。

Sum(1, 2.3);  // 3.3

戻り値の型推論¶

パラメータ化した引数の型から戻り値の型を推論するには decltype を使用します。

template <typename T, typename U>
auto Sum(T a, U b) -> decltype(a + b) {
    return a + b;
}

コンパイル時に定まる値のパラメータ化¶

テンプレートでは型だけではなくコンパイル時に定まる値をパラメータ化することができます。コンパイル時に定まる値として配列のサイズなどを指定することができます。

template <int N>
int Fibonacchi() {
    int a[N + 1];
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    for (auto i = 2; i <= N; ++i) {
        a[i] = a[i - 1] + a[i - 2];
    }
    return a[N];
}

この例はフィボナッチ数を計算する処理です。次のように呼び出すことで値を計算することができます。

Fibonacchi<10>();  // 55