C++学习之路，从0到精通的征途：模板初阶-优快云博客

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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。

一.函数模板

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.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) {函数体}

typename为用来定义模板参数的关键字，也可以使用class。

以Swap为示例：

template<class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
	T tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}

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。

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类型的函数以供调用。比如：当用double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double类型，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。

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

但在这种情况下，由于模板参数中只有一个T，编译器无法确定T为哪一种类型，导致编译报错：

此时有两种处理方式：

第一种为用户自己强制转换

第二种为使用显式实例化

（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。

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

在调用时如果不显式实例化，则会与非模板函数匹配，调用时进行显式实例化，则会匹配模板函数。

（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

（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

（4）模板一般不支持将声明与定义分离到两个文件中

二.类模板

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

};

以Stack为例：

// 类模版
template<typename T>
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 4)
	{
		_array = new T[capacity];
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}

	// 在类内声明
	void Push(const T& data);
private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

// 在类外定义
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
	// 扩容
	_array[_size] = data;
	++_size;
}

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