C++笔记：模板

模板

为什么要学习模板编程

        在学习模板之前，一定要有算法及数据结构的基础，以及重载，封装，多态，继承的基础知识，不然会出现看不懂，或者学会了没办法使用。

        为什么C++会有模板，来看下面的代码。

        add()第一版

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

double add(double a, double b) {
    return a + b;
}

string add(string a, string b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << add(1, 2) << endl;
    cout << add(2.1, 3.3) << endl;
    string a = "hello", b = "world";
    cout << add(a, b) << endl;

    return 0;
}

        当我们使用add函数时，不同的类型要去重载实现不同参数的add函数，那么有多少种相同类型进行相加，那么我们就要重载实现多少种add函数，那么就对于我们程序员来说这种方法就很麻烦，那么模板编程就可以帮我们避免这种麻烦。来看下面这段代码：

        add()第二版

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


template<typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << add(1, 2) << endl;
    cout << add(2.1, 3.3) << endl;
    string a = "hello", b = "world";
    cout << add(a, b) << endl;

    return 0;
}

        可以发现第一版我实现了3种add函数，而第二版我只实现了一种add函数，直接少写了很多重复的逻辑代码，这就是为什么需要学习模板编程。

模板编程(泛型编程)

程序 = 算法 + 数据结构

数据结构：可以存储任意类型

算法：能够操作存储任意类型数据的数据结构

        例如vector容器它是能够存储任意类型的顺序表，sort函数可以对任意类型的顺序表进行排序并且还可以自定义排序规则，而这两个例子都是通过模板编程进行实现。

        模板对于我们程序员来说是一种工具，而这种工具我们可以在程序设计中把任意类型进行抽象出来。

模板函数

        例如文章开头的例子，我不知道add中需要传入的参数是什么，那么也不知道具体的返回值是什么，那么我们就需要利用模板编程进行抽象出来一个模板函数，进行可以对任意类型进行处理的函数。

        那么我拿第二版的add函数进行继续探索模板函数，现在我有一个需求是

cout << add(1, 1.2) << endl

        传入的参数是不同的，那么我该如何设计，如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


//template是用来引入模板参数的关键字
//typename先理解为定义一个任意类型的变量
template<typename T, typename U>
T add(T a, U b) {
    return a + b;
}

int main() {
    cout << add(1, 2) << endl;
    cout << add(2.1, 3.3) << endl;
    string a = "hello", b = "world";
    cout << add(a, b) << endl;
    cout << add(1, 1.2) << endl;// 结果 2
    cout << add(1.2, 1) << endl;// 结果 2.2
    return 0;
}

        那我就加两个模板任意参数就可以了，这样就可以不发生报错了，但是又有一个问题了,我，我把add(1, 1.2)中的参数进行调换了位置，他的结果会不一样，因为我的返回值是T类型，那么对应的就是第一个参数的类型，如果第一个参数是1那么返回值类型就是int，第一个参数是1.2那么返回值类型就是float。

        那么这里会引入一个新的关键字decltype

        decltype：