目录
一 函数模板
1 概念
2 函数模板格式
3 函数模板的原理
4 模板参数的匹配原则
1 多个模板参数
2 非模板函数和同名的函数模板
5 函数模板实例化
1. 隐式实例化
2. 显式实例化
二 类模板
1 类模板定义格式
2 类模板实例化
3 细节
一 函数模板
1 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 函数模板格式
返回值类型 函数名(参数列表){ }
// 函数模板
// 模板的实例化
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{
int a = 0, b = 1;
double c = 1.1, d = 2.2;
// 调用是不是同一个函数
Swap(a, b);
Swap(c, d);
cout << a <<' '<< b << endl;
cout << c <<' '<< d << endl;
return 0;
}
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)
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
4 模板参数的匹配原则
1 多个模板参数
// 模板参数语法 很类似函数参数，函数参数定义的形参对象，模板参数定义的是类型
template<class X, class Y>
void func(const X& x, const Y& y)
{
cout << x <<' '<< y << endl;
}
int main()
{
func(1, 2);
func(1.1, 2.2);
func(1.1, 2);
return 0;
}
2 非模板函数和同名的函数模板
一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在
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 left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
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
}
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
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
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(1.1, 2.2); // 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
}
匹配调用原则：
1、合适匹配的情况下，有现成的就吃现成
2、没有就将就吃
3、有更合适就吃更合适的，哪怕要自己现做
注意: 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
5 函数模板实例化
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<class X, class Y>
void func(const X& x, const Y& y)
{
cout << x <<' '<< y << endl;
}
int main()
{
//推演实例化
//函数参数传递 推出模板参数的类型 生成对于的函数
func(1, 2);
func(1.1, 2.2);
func(1.1, 2);
return 0;
}2. 显式实例化
在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
cout << Add(10, 11.11) << endl;
/*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
通过实参10将T推演为int，通过实参11.11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*/
return 0;
}正确用法:
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
//方法1 强制转换
cout << Add(1, (int)2.2) << endl;
//显示实例化
cout << Add<int>(1, 2.2) << endl;
cout << Add<double>(1, 2.2) << endl;
return 0;
}
还有一种必须用的例子:
template<class T>
T* f(int n)
{
T* p = new T[n];
return p;
}
int main()
{
//只能显示实例化
double* p = f<double>(10);
}
向这样就是必须实例化的 因为不清楚返回值是什么类型
二 类模板
1 类模板定义格式
// 类模板
template<class T>//声明一个模板，虚拟类型名为T。注意：这里没有分号。
class Stack// 类模板名为Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
_a = new T[capacity];
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
delete[] _a;
_a = nullptr;
_top = 0;
_capacity = 0;
}
private:
T* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
// 显示实例化
Stack<int> st1; // 第一个存int
Stack<double> st2; // 第二个存double
//vector<int> v1;
//vector<int> v2;
//list<int> lt;
//stack<double> st;
return 0;
}
在建立类对象时，如果将实际类型指定为int型，编译系统就会用int取代所有的T，如果指定为float型，就用float取代所有的T。这样就能实现“一类多用”
注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
Stack<T>::Stack(int n)
{
cout << "Stack(int n = 4)" << endl;
_a = new T[n];
_top = 0;
_capacity = n;
}
2 类模板实例化
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跟<>，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
普通类：类名->类型
类模板实例化的类：类名不是类型，类名<数据类型> 才是整个类的类型
显示实例化
Stack<int> st1; //Stack是类名 Stack<int> 是 类st1的类型
Stack<double> st2;显示实例化的类型不同，他们就是不同的类
st1 = st2 --> error
3 细节
1) 类模板的 类型参数可以有一个或多个，每个类型前面都必须加class，如
template <class T1,class T2>
class A
{
...
};
在定义对象时分别代入实际的类型名，如
A<int, double> obj;
2) 和使用类一样，使用类模板时要 注意其作用域，只能在其有效作用域内用它定义对象。
3) 模板可以有层次， 一个类模板可以作为基类，派生出派生模板类。
本节难度不大, 根据代码也很好理解, 但是是很重要的部分, 为我们后面的STL打下坚实的基础,继续加油!
