一.范式编程

我们在写C++函数重载的时候，可能会写许多同一类的函数。

比如交换函数：

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

void Swap(double& left, double& right)
{
	double temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

void Swap(char& left, char& right)
{
	char temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

不同的类型我们就需要写一次这个函数。虽然这样的可以的，但是：

1. 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

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

既然是相同类型的函数重载，那么有没有一种方式来减少我们的代码量呢？

泛型编程就有这样的一种方式：

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。

二.函数模板 

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<calss T1，class T2，……>，这里的class也可以用typename替换

返回值回值类型 函数名(参数列表){}

具体就是这样：

template<typename T>

void Swap(T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

2.2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。

在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应 类型的函数以供调用。也就是说对于不同的类型，编译器会根据模板自动生成专门的函数来用，注意这里调用的函数不是同一个函数。 

2.3函数模板的实例化

在我们使用不同的参数使用函数模板时，就被称为函数模板的实例化。函数模板的实例化又分为隐式实例化和显式实例化.

隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

就比如上面的那个

#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.1, d2 = 20.1;
	cout << Add(a1, a2) << endl;
	cout << Add(d1, d2) << endl;
}

然后就是显示实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
	int a = 10;
	double b = 20.1;

	// 显式实例化

	cout << Add<int>(a, b) << endl;
	return 0;
}

2.4模板参数的匹配原则

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。

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。

#include<iostream>
using namespace std;
int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
template <class T1, class T2 >
T1 Add(T1 a, T2 b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	Add(10, 10);//调用非模板
	Add(10, 10.1);//调用模板
	return 0;
}

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。

三.类模板

3.1类模板的定义格式

#include<iostream>
using namespace std;
// 类模版
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
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
	// 扩容

	_array[_size] = data;
	++_size;
}

int main()
{
	Stack<int> st1; // int
	Stack<double> st2; // double

	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。

// Stack是类名，Stack<int>才是类型

Stack<int> st1;    // int

Stack<double> st2; // double