C++——模版

当我们要书写一个交换函数的时候，我要考虑到存在多种类型的情况

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;
}

还有很多，我只列举这些，那么这样我想完成交换，就会变得非常的麻烦，所以C++出现了模版。

一.模版的类型

    1.函数模版

    2.类模板

二 . 函数模板

1 函数模板概念

    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。

2. 函数模板格式

    template<class T1,class T2......>

    返回值类型 函数名(参数列表){}

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

 注意：class是用来定义模板参数关键字，也可以使用typename切记：不能使用struct代替 class

3.函数模板的原理

    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。 

4.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。 

    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

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	Add(a1, a2);
	Add(d1, d2);
	return 0;
}

当我们传递两个不同类型的值的时候，就会出现报错的情况，所以有两种解决的方案：

  1.使用强转   

   2.使用显示实例化

Add(a1, (int)d1);//强转

2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

Add<int>(a1, d1);//显示实例化

5.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，而且该函数模板还可以被实例化为这 个非模板函数

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left * right;
}
int main()
{
	int a = 10, b = 5;
	cout << Add(a, b) << endl;
	return 0;
}

那么我调用Add函数的时候，会调用哪一个呢？

由此看见，都存在的情况下，会先执行已经编好的函数，而不是模版函数。 

   2. 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 

三.类模板

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
};

例子： 

#include<iostream>
using namespace std;
// 类模版
template<typename T>
class ST
{
public:
	ST(size_t capacity = 4)
	{
		_array = new T[capacity];
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}
	void Push(const T& data);
private:
	T* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};
template<class T>
void ST<T>::Push(const T& data)
{
	// 扩容
	_array[_size] = data;
	++_size;
}
int main()
{
	ST<int> st1; // int
	ST<double> st2; // double
	return 0;
}

因为编译器不好确定栈的类型，所以这里用显示实例化来进行，使得编译器可以确定其类型。

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。

// ST是类名，ST<int>才是类型
ST<int> st1; // int
ST<double> st2; // double