1. 函数模版
1.1 函数模版概念
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，可以类比函数参数，函数模版就是将函数参数替换为特定类型版本
1.2 函数模版格式
template<typename T1,typename T2,.......,typeneme Tn>
其中 typename 可以替换为 class ，但是切记不可以替换为 struct
接下来以一个Swap函数为例(C++库里已经定义好了swap函数，可以直接使用，这里只是做演示)
#include<iostream>
using namespace std;
template <class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int x = 1, y = 2;
double i = 13.14, j = 5.20;
Swap(x, y);
Swap(i, j);
cout << "x = " << x << "\t" << "y = " << y << endl;//x = 2 , y = 1
cout << "i = " << i << "\t" << "j = " << j << endl;//i = 5.20 , j = 13.14
return 0;
}
1.3 函数模版原理
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
1.4 函数模版实例化
1. 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
如上面的Swap函数举例就是隐式实例化，是通过实际输入的参数类型进行实例化，较为简单
#include<iostream>
using namespace std;
template <class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int x = 1, y = 2;
double i = 13.14, j = 5.20;
Swap(x, y);//隐式实例化
Swap(i, j);//隐式实例化
cout << "x = " << x << "\t" << "y = " << y << endl;//x = 2 , y = 1
cout << "i = " << i << "\t" << "j = " << j << endl;//i = 5.20 , j = 13.14
return 0;
}2. 显示实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
以Add函数为例，如果输入的参数不是同一类型就需要显示实例化，比如
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int x = 2;
double y = 3.14;
//显示实例化
cout << Add<int>(x, y) << endl;//5
cout << Add<double>(x, y) << endl;//5.14
return 0;
}
当然也可以使用推到实例化以及定义一个新的函数模版来实现不同参数的Add函数
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
return left + right;
}
//新的函数模版
template<class T1,class T2>
T1 Add(const T1& left, const T2& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int x = 2;
double y = 3.14;
//显示实例化
cout << Add<int>(x, y) << endl;//5
cout << Add<double>(x, y) << endl;//5.14
//推到实例化
cout << Add(x, (int)y) << endl;
cout << Add((double)x, y) << endl;
//新的函数模版
cout << Add(x, y) << endl;//5
return 0;
}1.5 函数模版匹配规则
1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个 非模板函数，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
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int Add(const int& x, const int& y)
{
return (x + y) * 10;
}
int main()
{
int x = 1;
int y = 2;
//优先调用非模版函数
cout << Add(x, y) << endl;//30
return 0;
}2. 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
2. 类模版
2.1 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
}; 接下来以一个 Stack 类为实例
//类模版
template <class T>
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
:_array(new T[n])
,_size(0)
,_capacity(n)
{};
~Stack()
{
delete[] _array;
_array = nullptr;
_capacity = _size = 0;
};
void Push(const T& x);
private:
T* _array;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
//在类外定义需要注意格式,要重新定义模版,此处的T可以是其他名字,只充当一个代号
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& x)
{
//首先判断是否需要扩容
if (_capacity == _size)
{
//创建一个新数组,大小是原来数组的两倍,存储原来的数据
T* tmp = new T[_capacity * 2];
memcpy(tmp, _array, sizeof(T) * _size);
delete[] _array;
_array = tmp;
_capacity *= 2;
}
_array[_size++] = x;
}
int main()
{
//int 类型的Stack
Stack<int> st1;
st1.Push(1);
st1.Push(1);
st1.Push(1);
//double 类型的Stack
Stack<double> st2;
st2.Push(1.1);
st2.Push(1.1);
st2.Push(1.1);
return 0;
}2.2 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
int main()
{
//int 类型的Stack
Stack<int> st1;
st1.Push(1);
st1.Push(1);
st1.Push(1);
//double 类型的Stack
Stack<double> st2;
st2.Push(1.1);
st2.Push(1.1);
st2.Push(1.1);
return 0;
}
