【C++】初识模板（函数模板和类模板）

template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
	T temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	Swap(a, b);

	double c = 1.1, d = 2.2;
	Swap(c, d);

	int* p1 = &a, * p2 = &b;
	Swap(p1, p2);

	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）

2.3函数模板原理

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以模板就是将本来应该我们重复做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。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。

2.4函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板，称为函数模板实例化。

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。

（2）显式实例化：在函数名后的<>中指定模板的实际类型

Swap<int>(a, c);

2.5函数模板的匹配原则

(1)普通函数和函数模板能同时存在，调用时会去选择最匹配的进行调用。

// 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
}

（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
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;
}
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, 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）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。

模板匹配小结：

1.都有的情况，优先匹配普通函数+参数匹配

2.没有普通函数，优先匹配参数匹配+函数模板

3.只有一个，类型转换一下也能用，也可以匹配调用。

三、类模板

3.1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
};

// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{ 
public :
    Vector(size_t capacity = 10)
    : _pData(new T[capacity])
    , _size(0)
    , _capacity(capacity)
   {}
 
 // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
 ~Vector();
 
 void PushBack(const T& data)；
 void PopBack()；
 // ...
 
 size_t Size() {return _size;}
 
   T& operator[](size_t pos)
  {
   assert(pos < _size);
   return _pData[pos];
  }
 
private:
 T* _pData;
 size_t _size;
 size_t _capacity;
};
// 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
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
 if(_pData)
 delete[] _pData;
 _size = _capacity = 0;
}