函数模板主要内容

函数模板

函数模板的概念

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。

函数模板的格式

template <typename T1, typename T2, .......  typename Tn>

返回值类型 函数名(参数列表){} typename 也可以用class代替，两者是一样的。

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

函数模板的原理

一句话，就是帮助我们解决重复性工作的模具。模板是一个蓝图，它本身不是函数，是编辑一起用使用方式产生特定具体类型函数的模具，所以模板就是讲本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。

int Add(int left, int right)
{
  return left + right;
}

double Add(double left, double right)
{
  return left + right;
}

char Add(char left, char right)
{
  return left + right;
}

int main()
{
  Add(1, 2);
  Add(1.2, 2.3);
  Add('1', '2');
  return 0;
}

加法函数，不同的数据类型，就需要调用不同的方法，来完成同一个功能，函数的重复率太高，而且维护起来比较麻烦，这个时候我们就可以用模板来实现这个加法函数。

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

int main()
{
  Add(1, 2);     // int
  Add(1.2, 2.3);  // double
  Add('1', '2');  // char
  return 0;
}

函数模板的实例化

函数模板的实例化，也就是将函数模板参数具体化。

隐式实例化

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

int main()
{
  // 对函数模板进行实例化
  Add(1, 2);     // int
  Add(1.2, 2.3);  // double
  Add('1', '2');  // char
  return 0;
}

编译器在编译阶段，用户对哈数模板实例化之后，编译器会对实参类型进行推演，根据推演的结果来确定模板参数列表中T的实际类型，根据确定的T具体类型来生成处理具体类型的函数。类型转换只是在编译器编译时进行，编译器在生成代码时不会进行隐式类型转化。

Add(1, 2.3);

在隐式实例化中，该语句不能编译通过，在编译期间，编译器对模板类型进行推演室，无法确定T的具体类型，只能报错。在模板中，编译器一般不会进行类型转换。
解决上面的方法有两种：

1. 用户自己强转

Add(1, (int)2.3);

2. 采用显式实例化

显式实例化

在函数名后面的<>中指定函数模板的实际类型

Add<int>(1,2.3);  T--->int
Add<double>(1,2.3);  T--->double

编译器在编译代码期间，看到对函数模板进行显式实例化之后，直接根据显式实例化的T的具体类型直接生成代码。如果不匹配，编译器还可能进行隐式实例化，否则就会报错。

函数模板参数的匹配原则

1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，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)
{
  return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
  return left + right;
}
void Test()
{
  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
}

如果有对应的非模板函数，编译器会优先调用，不需要再将函数模板进行实例化后调用。模板函数不允许自动转换类型，但普通函数可以自动转换类型。

2. 函数模板可以被实例化成不同类型的参数

template<class T1, class T2>
T1 Add(const T1& left, const T2& right)
{
	return left + right;
}


int main()
{
	Add(1, 2);  T1---->int 
	Add(1, 2.0);   T1---->int, T2---->double
	return 0;
}

类模板

类模板的定义格式

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

类模板的实例化

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加<>,然后将实例化的类型放在<>之中，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。

Vector<int> s1;//Vector 类模板名(不是真正的)，Vector<int >才是类型
Vector<double> s2;