関数テンプレート ― 型ごとに書かない

導入

「int どうしの大きいほうを返す関数」「double 版」「string 版」を別々に書くのは無駄です。中身は同じなのに型だけ違う――そんなときは「テンプレート」で、型をパラメータにした1つの関数を書けます。STL もテンプレートの上に作られています。

説明

template <typename T> を付け、型の代わりに T を使います。呼び出し時に実際の型が当てはめられ、その型用の関数がコンパイラによって自動生成されます。

flowchart TB
  t["template<typename T> T maxOf(T a, T b)"]
  t -->|"maxOf(3, 5)"| i["int 版が生成される"]
  t -->|"maxOf(2.5, 1.5)"| d["double 版が生成される"]
  t -->|"maxOf(sa, sb)"| s["string 版が生成される"]

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

template <typename T>
T maxOf(T a, T b) {          // T は任意の型
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    cout << maxOf(3, 5) << endl;         // 5（int 版）
    cout << maxOf(2.5, 1.5) << endl;     // 2.5（double 版）
    cout << maxOf<string>("apple", "banana") << endl;  // banana（string 版）
    return 0;
}

T は1種類に限りません。複数の型パラメータも書けます。> a > b のように、T に対して使う演算（ここでは >）が、実際の型で使えることが条件になります。

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
void printPair(T a, T b) {
    cout << a << " と " << b << endl;
}

int main() {
    printPair(1, 2);          // 1 と 2
    printPair('x', 'y');      // x と y
    return 0;
}

まとめ

template <typename T> を付けると、型に依存しない関数を1つ書くだけで、必要な型の版が自動生成されます。typename の代わりに class と書いても同じ意味です。重複コードを一気に減らせる強力な道具です。