C++中的模板template

两种模板形式：函数模板、类模板

1. 函数模板：
   • 目的：使得函数的实现与类型无关
   • 格式：

     template <class 形参名, class 形参名, ...> 返回类型 函数名(参数列表){
     	函数体
     }
     

     其中，
     • template和class是关键字，class可用typename关键字代替（二者没区别）
     • 模板形参：<>中的参数叫模板形参，模板形参有三种：类型形参（由class或typename后接用户自定义形参名构成）、非类型形参（内置类型，如int）、模板形参。编译器由模板自动生成函数时，会用具体的类型名对模板中所有的类型参数进行替换，其他部分则原封不动保留。如下所示：

       #include <iostream>
       using namespace std;
       template<class T>
       void Swap(T & x, T & y)
       {
           T tmp = x;
           x = y;
           y = tmp;
       }
       int main()
       {
           int n = 1, m = 2;
           Swap(n, m);  //编译器自动生成 void Swap (int &, int &)函数
           double f = 1.2, g = 2.3;
           Swap(f, g);  //编译器自动生成 void Swap (double &, double &)函数
           return 0;
       }
       

       非类型形参与普通函数参数的区别：前者是在编译时确定的，允许将常量值、枚举值、指针等类型作为模板参数传递，并参与模板的实例化和代码生成，从而避免运行时的开销。比如下面的代码，process<true>()和process<false>()的判断完全在编译时完成，二者会生成两种不同的代码逻辑，减轻了运行时的开销；而普通参数是在运行时传递的，即它们的值只有在程序执行时才会确定 。前者可用于生成不同的代码实例，从而提高性能、避免运行时开销

       template<bool EnableOptimization>
       void process() {
           if constexpr (EnableOptimization) {
               // 在编译时确定是否启用优化
               std::cout << "Optimization enabled!" << std::endl;
           } else {
               std::cout << "Optimization disabled!" << std::endl;
           }
       }
       

   • 模板的实例化：编译器根据模板自动生成函数的过程叫模板的实例化，由模板实例化而得到的函数称为模板函数。
   • 另一种实例化方法：并非只能通过模板调用语句的实参来实例化模板中的类型参数，也可以使用下述明确指明的方式：

     #include <iostream>
     using namespace std;
     
     template <class T>
     T Inc(int n){
     	return n+1;
     }
     
     int main(){
     	cout << Inc<double>(4) / 2;  // 这里致命了实例化的模板函数原型应为：double Inc(double);
     	return 0;
     }
     

2. 类模板（待续…）
   • 格式：

     template <class T> class A{
     public: 
     	T a;
     	T b;
     	T hy(T c, T &d);
     };