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模板初阶

1. 泛型编程
   如何实现一个通用的交换函数呢？
   使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
2. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数
3. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错
   如下图
   需要使用模板
   

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。
2.1 函数模板格式
template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}

template<typenameT>voidSwap(T&left,T&right){T temp=left;left=right;right=temp;}

注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替class)
2.3 函数模板的原理
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做的重复的事情交给了编译器

#include<iostream>usingnamespacestd;template<typenameT>voidSwap(T&a,T&b){T temp=a;a=b;b=temp;}intmain(){inta,b;doublec,d;a=1;b=2;c=1.1;d=2.5;Swap(a,b);Swap(c,d);return0；}

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：隐式实例化和显式实例化。

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<classT>TAdd(constT&left,constT&right){returnleft+right;}intmain(){inta1=10,a2=20;doubled1=10.0,d2=20.0;Add(a1,a2);Add(d1,d2);// Add(a1, d1);Add(a,(int)d);return0;}

该语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型通过实参a1将T推演为int，通过实参d1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到底该将T确定为int 或者 double类型而报错
2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。
//方法一：强制类型转换
//add(a1, (int)c);
//方法二：采用显式的模板使用的实例化
add(a1, c);
//显式实例化在函数名后面加上<>指定函数模板
//当合适函数和模板同时存在时优先调用合适函数
3. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

template<classT>TAdd(constT&left,constT&right){returnleft+right;}intmain(){inta=10;doubleb=20.0;// 显式实例化Add<int>(a,b);return0;}

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的函数模板同时存在，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intAdd(intleft,intright){returnleft+right;}// 通用加法函数template<classT>TAdd(T left,T right){returnleft+right;}voidTest(){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，如果其他条件都相同，在调动时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intAdd(intleft,intright){returnleft+right;}// 通用加法函数template<classT1,classT2>T1Add(T1 left,T2 right){returnleft+right;}voidTest(){Add(1,2);// 与非函数模板类型完全匹配，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. 类模板

3.1 类模板的定义格式

#include<iostream>usingnamespacestd;template<typenameT>classStack{public:Stack(size_t capacity=4){_array=newT[capacity];_capacity=capacity;_size=0;}voidPush(constT&data){}private:T*_array;size_t _capacity;size_t _size;};classA{public:A(inta=1):_a(a){cout<<"A(int a)"<<endl;}A(constA&aa):_a(aa._a){cout<<"A(const A&aa)"<<endl;}~A(){cout<<"~A()"<<endl;}private:int_a;};// 模版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intmain(){Stack<int>st1;// intStack<double>st2;// doubleStack<A>st3;Aaa1(1);st3.push(aa1);return0;}