目录

1.泛型编程

2.函数模板

3.类模板

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1.泛型编程

如何实现一个通用的交换函数？

void Swap(int &a,int &b){

        int t=a;

        a=b;

        b=t;

}

void Swap(double &a,double &b){

        double t=a;

        a=b;

        b=t;

}

void Swap(char &a,char &b){

        char t=a;

        a=b;

        b=t;

}

使用函数重载虽然可以是新通用的交换函数，但有一下问题：

        1.重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率较高，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数

        2.代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错

我们可以告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子生成代码

泛型编程：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础

2.函数模板

2.1函数模板概念

函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本

2.2函数模板格式

tmplate<typename T1,typename T2……,typename,Tn>

返回值类型 函数名（参数列表）{}

template<typename T>//必须一行紧接模板函数

void Swap(T& a,T& b){

        T t=a;

        a=b;

        b=t;

}

注：typename是用来定义模板参数关键字的，也可以使用class（不能用struct代替class）

2.3函数模板原理

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们重复做的事交给的编译器

在编译器编译阶段，对应模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供使用。如：当用int 类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，将T确定为int类型，然后产生专门处理int类型的代码，对于其它类型也是如此

2.4函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为：隐式实例化和显示实例化

1.隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

template<class T>

T Add(const T&a,const T& b){

        return a+b;

}

int main(){

        int a1=10,a2=20;

        double d1=10.0,d2=20.0;

        Add(a1,a2);

        Add(d1,d2);

        //如下使用错误，此语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演它的实参类型

        //通过实参a1将T推演为int，通过实参b1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T

        //编译器无法确定此处T到底该是int还是double

        //注：在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转换出问题，编译器就要背黑锅

        //Add(a1,d1);

        //两种方式处理：1.用户自己强制转换 2.使用显示实例化

        Add(a1,(int)d1);

        return 0;

}

2.显示实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

int main(){

        int a=10;

        double b=10.0;

        //显示实例化

        Add<int>(a,b);

        return 0;

}

若类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，若无法转换成功，则报错

2.5模板参数的匹配原则

1.一个非模板函数可以和一个同名函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数

//专门处理int的加法函数

int Add(int a,int b){

        return a+b;

}

//通用加法函数

template<class T>

T Add(T a,T b){

        return a+b;

}

void Test(){

        Add(1,2);//与非模板函数匹配，编译器不需要特化

        Add<int>(1,2);//调用编译器特化的Add版本

}

2.对于非模板函数和同名函数模板，若其它条件都相同，在调用是会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将选择模板

//专门处理int的加法函数

int Add(int a,int b){

        return a+b;

}

//通用加法函数

template<class T1,class T2>

T1 Add(T1 a,T2 b){

        return a+b;

}

void Test(){

        Add(1,2);//与非模板函数完全匹配，编译器不需要函数模板实例化

        Add(1,2.0);//模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数

}

3.模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换

3.类模板

3.1类模板的定义格式

template<class T1,class T2,……class Tn>

class 类模板名

{

        //类内成员定义

}；

template<typename T>

class Stack{

public:

        Stack(size_t capacity=4){

                _array=new T[capacity];

                _capacity=capacity;

                _size=0;

        }

        void Push(const T& data);

private:

        T *_array;

        size_t _capacity;

        size_t _size;

};

 //模板不建议声明和定义分离到两个文件.h.和cpp会出现链接错误

template<class T>

void Stack<T>::push(const T&data){

        //扩容 

        _array[_size]=data;

        ++_size;

}

int main(){

        Stack<int> st1;

        Stack<double> st2;

        return 0;

}

3.2类模板的实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后<>，然后将实例化的类型放在<>中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类

//Stack是类名，Stack<int>才是类型

Stack<int> st1;

Stack<double> st2;