一.范式编程
1.能否实现一个通用的交换函数?
我们知道在C语言的时候我们交换两个变量,通常都是使用指针的方式,因为形参只是实参的一份临时拷贝,所以我们必须使用指针的方式。
C语言版的：
void Swap(int* a, int* b)
{
int* tmp = a;
*tmp = *b;
*b = *a;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
cout << "交换前" << a <<":" << b << endl;
Swap(&a, &b);
cout << "交换后" << a <<":" << b << endl;
return 0;
}
在C++中引入了引用，写起来就非常的方便简洁。
C++版的：
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;
}
这里我们使用了函数重载，实现了三个的类型的交换函数，虽然这样实现可以，但是有以下缺点：
1.函数重载仅仅是类型不同，函数重载代码复用率低，每当有新类型出现的时候，需要用户增加对应的重载函数。
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。
现实中像一些铁具的生产，都是通过融化的铁水倒进模具中的，这样生产起来非常的快，那这里我们能否告诉编译器一个模版，让编译器根据不同的类型利用模版来生成代码？
这实际上存在的，这就是C++中的模版。
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。
二.函数模版
1.函数模版的概念
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。
2.函数模版的格式
template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>，template中文意思就是模版。
返回值类型 函数名(参数列表){}
template<typename T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}
这里我们实参传入什么类型，这个模版T就会自动识别成什么类型。
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)
template也是可以的。我反正觉得这样写更爽！
上面的三个函数重载我们就可以实现成模版了：
void Swap(T& a, T& b)
{
T tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
int main()
{
int a = 10, b = 20;
char c = 'a', d = 'b';
double e = 2.0, f = 3.0;
Swap(a, b);
Swap(c, d);
Swap(e, f);
return 0;
}
可以看出，模版实现的很成功。
3.函数模版的原理
上述模版可以看出，模版很牛逼，那它的原理是什么呢？
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，对于函数模版的使用，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，对于字符类型也是一样的。
上面我们虽然实现的是一个函数模版，但是当类型被识别出来后，编译器会生成相应的代码，函数模版只是减少了用户的压力，脏活累活全部交给编译器干了，编译器真伟大！
三.函数模版的实例化
1.隐式的实例化
隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。
上面我们举了Swap交换函数的例子，下面我们再举一个Add相加函数的例子：
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;
}
自然他们两个函数都可以实现相加的功能，int和int相加得int类型，double和double相加得double类型，但是我们可以写double+int吗？不妨来验证一下：
可以看出模版实例化不出对应的参数，为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型，通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有一个T，编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错。
这里一共有三种解决方法：
①用户自己强制转换类型，Add(a1, (int)d1)。
②使用两个模版参数，template<class T1,class T2>。
③使用显式的实例化。
两个模版参数代码：
//这样写就没有什么问题了
template<class T1,class T2>
T1 Add(const T1& left, const T2& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
Add(a1, d1);
return 0;
}
2.显式的实例化
显式的实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型。
int main(void)
{
int a = 10;
double b = 20.0;
// 显式实例化
Add<int>(a, b);
return 0;
}
如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。
显式的实例化也是我们后面学习STL经常使用的，像vector，map<int，string>等等，其实都是模版的实例化，只不过这个模版是类模版。
3.模版参数的匹配原则
- 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)
{
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
}
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。
// 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 T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}
这里的Add(1,2)对于上面的两个函数都可以调用，但是它会走最为匹配的那个，如果有本身写好的函数，那么它就不会走函数模版，吃我只吃最好吃的，喝我只喝最好喝的。
4.类模版
1.类模版的定义格式
类模版的定义格式其实是和函数模版定义的方式是一致的。
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
我们使用类模版的时候，在类里面声明，而在类外面使用的时候，同样需要加上模版参数列表。
// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{
public :
Vector(size_t capacity = 10)
: _pData(new T[capacity])
, _size(0)
, _capacity(capacity)
{}
// 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
~Vector();
private:
T* _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
// 注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector()
{
if(_pData)
delete[] _pData;
_size = _capacity = 0;
}
Vector vc1我们需要存储int类型的，Vector vc2我们需要存储double类型的，但是我们怎么知道存储的是什么类型呢？
这里就要说到类模版的实例化了。
2.类模版的实例化
类模版的实例化就很像函数模版的的显式实例化。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。
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;
ata;
_size = _capacity = 0;
}
Vector vc1我们需要存储int类型的，Vector vc2我们需要存储double类型的，但是我们怎么知道存储的是什么类型呢？
这里就要说到类模版的实例化了。
2.类模版的实例化
类模版的实例化就很像函数模版的的显式实例化。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。
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;