C++模板详解-优快云博客

模板是C++泛型编程的基础。一个模板就是一个创建类或者函数的蓝图或者公式。通过提供有效的信息，我们将模板转换为特点的类或者函数，这个转换发生在编译过程。

定义模板

假设我们需要一个函数来比较两个值的大小，并指出哪个值大。假如说我们需要比较两个整数谁比较大。那么有以下代码

int compare(const int &a,const int &b)
{
	if(a>b) return 1;
	if(b>a) return -1;
	return 0;
}

那么如果是我想比较两个string的大小呢？那会有如下代码

int compare(const string &a,const string &b)
{
	if(a>b) return 1;
	if(b>a) return -1;
	return 0;
}

这时候大家会发现一个问题，这两个函数几乎相同，唯一的不同是参数的差异，函数体完全一样。如果需要比较的类型少还好，如果所有类型都要比较的话，难道所有的都要写一遍？这不就是傻小子睡凉炕，全凭火力旺！
有没有改进措施？当然是有的，我们发现唯一不同的是参数，那么其实可以通过函数模板这种高效方法解决此问题。

函数模板

我们可以定义一个通用的函数模板，来供功能一样，参数不同的任务去使用。
一个函数模板就相当于一个公式，可以用来生成对应特定类型的函数版本
上面的任务可以写成下面的模板。

template <typename T>
int compare(const T &v1,const T &v2)
{
	if(v1>v2) return 1;
	if(v2>v1) return -1;
	return 0;
}

我们的compare函数声明了一个名为T的类型参数，在compare函数中，我们用T表示一个类型，而T表示的实际类型在编译时根据compare的使用情况来确定。

同时我们可以通过上面的例子，总结出函数模板的定义方式：

模板定义以关键字template开始，后面跟一个模板参数列表
在参数列表内部用逗号分隔开一个或多个列表。在模板定义中，模板参数列表不能为空
在模板参数列表中，每一个类型参数前必须使用关键字class 或者 typename。这两个关键字的含义相同，可以互换使用，可以同时出现

其实我们可以发现，函数模板很像函数。我们通过实参来初始化函数中的形参，在这里我们用模板实参，“初始化”函数模板。

实例化函数模板

当我们调用一个函数模板时，编译器会用函数实参来为我们推断模板实参。也就是说，我们调用上面的compare函数时，编译器会根据我们给定的实参类型，来确定绑定到函数模板参数T的类型。

比方说在下面的例子中，实参类型是int，所以编译器也会推断出模板实参为int，并将它绑定到模板参数T上
cout<<compare(1,0)<<endl;
编译器推断出的模板参数会为我们实例化一个特定版本的函数。那么扩展一下，我们其实可以根据上面的模板，写出下面的代码
//vector<int> vec1{1,2,3}  vector<int> vec2{2,3,4}
cout<<compare(vec1,vec2)<<endl;
在这个例子中，我们实例化了一个，实参为vector的比较函数
这里我们的函数模板实例化方式是隐式实例化，对应的还有显式实例化

模板类型参数

我们可以利用函数模板中的类型参数，去指定返回类型，或者函数的参数类型，或者函数体内的变量声明或者类型转换。这里的类型参数可以看做类型说明符，就像内置类型或者类类型说明符一样使用。
template <typename T> T foo(T* p)
{
	T tmp = *p;//tmp的类型是指针p指向的类型
	...
	return tmp;
}

函数模板的重载

在c++中，重载不仅可以用在函数上，也可以用在函数模板上。下面的例子虽然只是给出了声明没有给实现，但是也可以发现，函数模板的重载与函数的重载一样，也是通过实参的数量，返回值类型等进行实现。
template<class T> void Swap(T &a, T &b);  //模板①：交换基本类型的值
template<typename T> void Swap(T a[], T b[], int len);  //模板②：交换两个数组