C++模板初阶

泛型模板

我们实现通用的交换，但是问题来了，我可能会使用int、double、char等多种类型的交换，但是大量重复的代码我们编程中是不推荐的。

void Swap(int& left, int& right)
{
 int temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
 double temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
 char temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}

如果在C++中，也能够存在这样一个模具，通过给这个模具中填充不同材料(类型)，来获得不同材料的铸件(即生成具体类型的代码），那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好，我们只需在此乘凉。

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。模板是泛型编程的基础。

函数模板

函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，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。

template<typename T1, typename T2,…,typename Tn> 返回值类型
函数名(参数列表){}

template<class T>//也可以用template<typename T>,但是不能用struct
void Swap( T& left, T& right)
{
	 T temp = left;
	 left = right;
	 right = temp;
}

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复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

函数模板的实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。
模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例化。

隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

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

int main()
{
   int a = 0, b = 1;
   double c = 1.1, d = 2.2;
   Swap(a, b);
   Swap(c, d);
   return 0;
}

所以说，函数模板就是将不同类型的相同函数进行了实例化，但是每个不同参数的函数之间是不同的。

但是如果我们想要将两个不同类型的参数进行隐式实例化，那么编译器就会出现歧义。

template<class T>
T Add(const T& left , const T& right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	Add(a,b);
	Add(a, d);//int,double
	return 0;
}

那么要么我们自己强制类型转换，要么使用显示实例化

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

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	Add(a,b);
	Add(a, (int)d);//强制转换
	Add<int>(a, d);//显示实例化
	return 0;
}

显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

int main()
{
 int a = 10;
 double b = 20.0;
 
 // 显式实例化
 Add<int>(a, b);
 return 0;
}

函数模板匹配原则

一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数。

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)//如果两者相同，优先调用此函数
{
 return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
 return left + right;
}
int main()
{
	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
	return 0;
}

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.
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

类模板

类模板格式：

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

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<>
中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。

template<class T>
class Stack
{
public:
	Stack(int capaicty = 4)
	{
		_a = new T[capaicty];
		_top = 0;
		_capacity = capaicty;
	}
	~Stack()
	{
		delete[] _a;
		_capacity = _top = 0;
	}
private:
	T* _a;
	size_t _top;
	size_t _capacity;
};
int main()
{
	Stack<int> st1; // int
	Stack<double> st2; // double

	for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	return 0;
}