C++模板初阶

1.泛型编程

概念：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。

如何实现一个通用的函数？

函数重载虽可以但存在以下缺点：

1. 重载的函数 仅仅是类型不同 ，代码 复用率比较低 ，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数
2. 代码的可维 护性比较低 ，一个出错可能所有的重载均出错

所以C++中引入了一个模具（模板），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）。

2.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 。

格式：

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

返回值类型 函数名(参数列表){}

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

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。

注意： 模板参数定义的是类型，模板参数是形参，推演后得到实参 。

2.1函数模板的实例化

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

注意：若模板参数列表中只有一个类型，那么传参时类型必须相同。

除非

1.自己强制转化 2.使用显示实例化

2.显示实例化：

a.在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型

b.直接强制类型转换也行

c.有些函数无法自动推断，只能显示实例化

Alloc函数的参数列表中没有模板参数定义的类型，无法自动识别类型，只能通过显示实例化让编译器生成特定类型的函数

2.2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

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

3.类模板

定义格式

// 类模板
template<class T>
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 3);

	void Push(const T& data);

	// 其他方法...

	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = NULL;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}

private:
	T* _array;
	int _capacity;
	int _size;
};


template<class T>
Stack<T>::Stack(size_t capacity)
{
	/*_array = (T*)malloc(sizeof(T) * capacity);
	if (NULL == _array)
	{
		perror("malloc申请空间失败!!!");
		return;
	}*/
	_array = new T[capacity];

	_capacity = capacity;
	_size = 0;
}

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 。

template<class T>
Stack<T>::Stack(size_t capacity)
{
	/*_array = (T*)malloc(sizeof(T) * capacity);
	if (NULL == _array)
	{
		perror("malloc申请空间失败!!!");
		return;
	}*/
	_array = new T[capacity];

	_capacity = capacity;
	_size = 0;
}

template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
	// CheckCapacity();
	_array[_size] = data;
	_size++;
}

注意：模板参数列表中的模板类型生命周期仅在模板定义的作用域内有效，类模板中函数放在类外进行定义时，每一个都需要加模板参数列表