C++篇（6）模版初阶

一、泛型编程

在前面引用和函数重载部分，我们实现了交换函数Swap，但是还是有以下几个不好的地方：①重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数。②代码的可维护性比较低，有一个地方出错，可能所有的重载都出错。

如果在C++中，能够存在这样一个模具，通过给这个模具填充不同的材料（类型），来获得不同材料的铸件（生成具体类型的代码），那会十分的方便。因此，我们引入了模版的概念。模版分为函数模版和类模版。

注意：模版不建议将声明和定义分离到两个文件中，否则会出现链接错误！

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。模版是泛型编程的基础。

二、函数模版

2.1 函数模版概念

函数模版代表一个函数家族，该函数模版与类型无关，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。

2.2 函数模版格式

//函数模版
//template<class T>
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
	T tmp = left;
	left = right;
	right = tmp;
}

typename是用来定义模版参数的关键字，也可以使用class（不能使用struct代替class）

2.3 函数模版的实例化

用不同类型的参数使用函数模版时，称为函数模版的实例化。函数模版实例化分为隐式实例化和显式实例化。

2.3.1 隐式实例化

让编译器根据实参类型推演模版参数的实际类型。

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;

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

int main()
{
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 2.0, d2 = 3.14;

	cout << Add(a1, a2) << endl;
	cout << Add(d1, d2) << endl;

	return 0;
}

但是像下面这样写，编译器就会报错。

此时我们有两种处理方式，1、用户自己来强制转换（像下面这样）    2、使用显示实例化

cout << Add(a1, (int)d1) << endl;
cout << Add((double)a1, d1) << endl;

2.3.2 显式实例化

在函数名后的<>中指定模版参数的实际类型

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;

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

int main()
{
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 2.1, d2 = 3.14;

	cout << Add<int>(a1, d1) << endl;
	cout << Add<double>(a1, d1) << endl;

	return 0;
}

三、类模版

3.1 类模版的定义格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模版名
{
	//类内成员定义
};

3.2 类模版的实例化

类模版实例化与函数模版实例化不同，类模版实例化需要在类模版名字后面加<>，然后将实例化的类型放在<>之间即可。类模版名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。

int main()
{
	try
	{
		//Stack是类名, Stack<int>才是类型
		//显式实例化
		Stack<int> st1;  //int
		Stack<double> st2;  //double
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	
	return 0;
}