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1、泛型编程
在写代码时，我们常常因为一个函数的类型不同而不能使用感到困扰。一个简单的交换函数，我们可能都得写好几份
void Swap(int& x, int& y)
{
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
void Swap(double& x, double& y)
{
double temp = x;
x = y;
y = temp;
}
void Swap(char& x, char& y)
{
char temp = x;
x = y;
y = temp;
}使用函数重载虽然可以实现，但是有以下几个不好的地方：
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。
那么，有没有什么好办法，可以给出一份代码，让编译器替我们来生成我们需要的代码呢？
2、函数模板
2.1 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。
2.2 格式
· template <class T1, class T2, class T3, ......, class Tn>
其中的class也可以用typename来替代。
代码如下：
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right) {
T temp = left;
left = right;
right = temp; }
2.3 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。
2.4 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。
· a、隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型。
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main()
{
int a = 10, b = 20;
Swap(a, b);
cout << "a:" << a << " " << "b:" << b << endl;
return 0;
}结果：
· b、显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main()
{
int a = 10, b = 20.0;
Swap<int>(a, b);
cout << "a:" << a << " " << "b:" << b << endl;
return 0;
}
2.5 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
// 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
}当函数模板和非模板函数一起存在时，只有显式实例化的时候才会使用模板，否则调用的就是非模板函数。
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。
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
void Swap(T& x, T& y)
{
T temp = x;
x = y;
y = temp;
}
void Swap(int& x, int& y)
{
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main()
{
int a = 10, b = 20.0;
Swap(a, b);
cout << "a:" << a << " " << "b:" << b << endl;
return 0;
}其实也很好理解，你已经实现了函数，并且能够完美的解决问题的话，那么编译器就没有必要再动手了。
3. 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
3、类模板
3.1 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
};当我们需要修改类内所有的某一内置类型的时候，我们可以用 typedef 来解决。但是，如果我们同时需要两种类型呢？比如，我们需要用到字符栈和数字栈，那么我们还是需要再拷贝一份栈，而类模板的出现解决了这个问题。
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();
void PushBack(const T& data)；
void PopBack()；
// ...
size_t Size() {return _size;}
T& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _pData[pos];
}
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;
}注意：我们在类外定义函数的时候，需要在类名的后面加上 <T> 。其中T是你 template 定义的时候尖括号中取的名字。
例如：vector<T>::~vector( )
3.2 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 。
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;
3.3 类模板的分文件编写
在类模板分文件编写后运行程序，我们就发现出问题了。
其实，这是因为在定义类中的函数的时候，函数中的类型并没有实例化。
分文件编写在预处理的时候，并不会实例化定义中的类型，但是这并不影响接下来的编译与汇编，一直到链接的时候去符号找的时候才发现没有实例化而报错。
解决方案：
1、显示实例化。
2、不分文件编写。直接写到一个文件中。声明、定义都放在XXX.h 或者 XXX.hpp中。