模板复习笔记

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。

函数模板的格式： template<typename T1, typename T2, typename Tn>
用交换函数swap举个例子

template <typename T>  //这里可以这样理解，就是把T可替换为各种类型，T可以换成任意名字
void Swap(T& left, T& right)
{
	T tmp = left;
	left = right;
	right = tmp;
}

```cpp
int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	double c = 1.1, d = 2.2;
    Swap(a,b);
    Swap(c,d);
	cout << a << " " << b << endl;
	cout << c << " " << d << endl;

	return 0;   
}

typename是定义模板关键字，也可以替换为class。（但是不能替换为struct）

函数模板的实质就是：本来一份差不多重复的代码（类型不同而已），你给编译器一个模板，编译器通过模板生成
对应的代码

隐式实例化：根据实参的类型让编译器去推出模板中形参的类型

template <class T>
T Add(T& left, T& right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	cout << Add(a, b) << endl; 

	double c = 1.1, d = 2.2;
	cout << Add(c, d) << endl; 

	//Add(a, c);  //这里就编译就报错了，因为模板参数只有一个T，编译器不知道推哪一个
	//解决方案有两种，1，强制转换一个 2，使用显示实例化
	//1，Add(a,(int)c);
	//2,Add<int>(a,c); //这里编译器就会默认T是int，并会把c强制类型转换后传参doule--->int（c是不会变的）
	                   //这里如果这样的话，任然会存在一个问题，就是权限放大的问题，产生的临时变量有常性，看下面
	return 0;
}

显示实例化：显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
这里模板参数用const修饰，防止的就是权限放大的问题

template <class T>
T Add(const T& left,const T& right) 
{
	return left + right;
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	double c = 1.1, d = 2.2;

	cout << Add<int>(a, b) << endl; //这里就是显示的示例化
	cout << Add<double>(c, d) << endl;
	
	cout << Add<int>(a, c) << endl;  //输出11，c由double---->int 产生临时变量
	cout << Add<int>(c, d) << endl;  //输出3   c，d由double---->int 产生临时变量
	return 0;
}

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

这个下面的两份调用怎么理解呢？很简单
1，有现成的，编译器也会适度睡个小觉偷下懒，就懒得去实例化生成代码了
2，Add,普通的函数调用有这个 的指定类型吗？

// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
   return left + right;
}

int main()
{
	Add(1, 2);  //调用非模板函数，因为编译器不需要特殊处理
	Add<int>(1, 2); //这里就会去调用模板函数
	return 0;
}

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

这两份调用又怎么理解呢？
1，有现成的，编译器要偷懒
2，虽然非模板函数也可以被Add(1,2.0)去调用，但是需要传参的时候类型转换，我这个模板函数可以产生更匹配的，
就是传参的时候不需要强转： 直接根据类型 推出：T1–>int ,T2---->double。

// 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 T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	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
	return 0;
}

类模板

我们要写一个栈的时候都是这样写的
利用这个typedef重命名可以做到一改全改，非常的方便。

typedef int STDateType;
class Stack
{
public:
	//各种成员函数
private:
	STDateType* _a;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
	Stack s1;
	Stack s2;   
	return 0;
}

但是有一个问题，能不能只通过这一个类的代码，让s1是int类型数据，s2是char类型数据呢？
答案显然是可以的

template <class T>
class Stack            //这里就是一个栈的模具了
{
public:
	//各种成员函数
private:
	T* _a;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
	Stack<int> s1;  //这里s1就是int
	Stack<char> s2;//s2就是char了
	return 0;
}

类模板定义的格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名      //这路的类模板名就是一个模具
{
// 类内成员定义
}; 

template <class T>
class Stack
{
public:
	//各种成员函数
	Stack()
		:_a(nullptr)
		,_capacity(0)
		,_size(0)
	{}
	
	~Stack()
	{
		delete[] _a;
		_a = nullptr;
		_capacity = _size = 0;
	}

	void push(const T x)
	{
		if (_capacity == _size)
		{
			int newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
			T* tmp = new  T[newcapacity] ;
			
			if (_a != nullptr)
			{
				memcpy(tmp, _a, (sizeof(T) * _size));
			}
			_a = tmp;
			_capacity = newcapacity; 
		}

		_a[_size] = x;
		_size++;
	}

	void Print()
	{
		for (int i = 0; i < _size; i++)
			cout << _a[i] ;
	}
private:
	T* _a;
	int _capacity;
	int _size;
};

int main()
{
	Stack<int> s1;  //这里s1就是int
	Stack<char> s2;//s2就是char了

	s1.push(1);
	s1.push(2);
	s1.push(3);
	s1.push(4);
	s1.push(5);
	s1.Print();
	cout << endl;

	s2.push('a');
	s2.push('b');
	s2.push('c');
	s2.push('d');
	s2.push('e');
	s2.Print();
	cout << endl;

	return 0;
}

看看执行结果。

另外要强调的是**，类模板不支持分离编译**，就是函数的声明的头文件，定义在源文件。
另外，如果要在类中声明，类外定义也是要说明模板类型的。例如上面的Print函数
需要在类的外面这样定义

template <class T>  //这里需要再写一遍，声明T ，如果还有类外面定义的，还要再写一遍声明T
void Stack<T>::Print()    //固定格式
{
	for (int i = 0; i < _size; i++)
		cout << _a[i];
}