C++模板——事半功倍的神器
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😀作者：江不平
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🏐1.泛型编程
我们知道如果要我们实现交换函数的话，我们一次只能写一个类型的，那样起来太过的麻烦，或许有人会说我们使用typedef将类型重定义不就可以想对什么类型的变量交换就可以对什么变量交换了吗。但是忽略了一种情况，就是我们需要同时的对多种类型的变量实现交换
如果在C语言时，我们只能写多个函数，取不同的函数名做到这个功能。
而学到目前为止我们想要实现同时的对多种类型的变量实现交换也还是很麻烦，只能是利用C++给我们的语法支持：函数重载。写多个交换函数实现
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;
}
可以看到，这样做非常的麻烦，使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
- 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
- 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错
泛型编程解决了这个问题
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。
模板是泛型编程的基础，分为函数模板和类模板
🏐2.函数模板
🏀2.1什么是函数模板
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函数模板的格式
template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表)
{
函数体
}
泛型编程 -- 模板
模板参数(模板类型) -- 类似函数参数(参数对象)
typename后面类型名字T是随便取，Ty、K、V，一般是大写字母或者单词首字母大写
T 代表是一个模板类型(虚拟类型)
template<typename T>
template<class T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class
🏀2.3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int类型，然后产生一份专门处理int类型的代码，对于字符类型也是如此。
🏀2.4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。
- 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<typename T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
int a = 10，b=20;
int c = Add(a, b);
return 0;
}
这是两个同种类型的变量进行传参，进行函数调用，如果遇到下面这种情况，就会编译报错
int main()
{
int a = 10；
double b = 20.1;
int c = Add(a, b);
return 0;
}
原因：该语句不能通过编译，因为在编译期间，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
两种处理方法：1.自己进行强制类型转换。2.显式实例化
- 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<typename T>
T Add(const T& x, const T& y)
{
return x + y;
}
int main()
{
int a = 10;
double b = 1.1;
int c = Add<int>(a, b); //指定模板参数的实际类型为int
return 0;
}
注意：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。
🏐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
};
例如：
template<class T>
class String
{
public:
void String<T>::Print()
{
cout << _Name << endl;
cout << _Sex << endl;
cout << _Age << endl;
}
private:
T _Name;
T _Sex;
T _Age;
};
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。如下
template<class T>
class String
{
public:
void Print();
private:
T _Name;
T _Sex;
T _Age;
};
//类模板中的成员函数在类外定义，需要加模板参数列表
template<class T>
void String<T>::Print()
{
cout << _Name << endl;
cout << _Sex << endl;
cout << _Age << endl;
}
注意：模板不支持分离编译。 声明放在.h 定义放在.cpp
模板在同一个文件中，是可以声明和定义分离的
🏀3.2类模板的实例化
函数模板实例化可以通过传参进行隐式实例化，但类模板实例化不行，只能在类名和变量间加<>显示实例化，将实例化的类型放在<>中即可。
//String不是真正的类，String<int>和String<double>才是真正的类
String <int> s1;
String <char> s2;
🏐一些小点
- 类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。
接下来还会继续带给大家更多有关模板的内容的，觉得还不错的铁汁点赞收藏一下吧😀