模板初阶：开启 C++ 泛型编程的大门--《Hello C++ Wrold!》(9)--(C/C++)

前言

在 C++ 编程世界里，模板作为泛型编程的核心机制，就像一把钥匙，能打开 “代码复用” 的新维度。你是否曾为处理不同类型数据而重复编写相似代码？是否好奇 STL 容器为何能适配任意数据类型？模板初阶将为你揭晓答案 —— 它允许我们编写与类型无关的通用代码，让同一套逻辑轻松驾驭 int、double、自定义类等不同类型，从根本上提升代码的灵活性与可维护性。

本章节将从函数模板与类模板的基础语法出发，通过实例解析模板的核心特性：从函数模板的隐式 / 显式实例化，到类模板的类型参数化设计，逐步揭开泛型编程的神秘面纱。无论你是刚接触 C++ 的新手，还是希望系统梳理模板知识的开发者，这里都将成为你理解 “类型抽象” 编程思维的起点，为深入 STL 源码与模板进阶技术奠定基础。让我们一起走进模板的世界，感受 “一次编写，多处通用” 的编程魅力！

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。

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>
(当然，这里的T1  T2都能改成其他的名字，不影响的)
返回值类型 函数名(参数列表){}
(template的中文就是模板的意思)
注意:T1和T2等等都可以是不同类型的

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

应用:比如像库函数里面的swap，引申:这个swap还能交换指针的地址

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)

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。实例化之后叫做模板函数。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

2.显式实例化:一般不能隐式实例化的就要显式实例化(比如类模板就必须使用显式实例化),当然，也可以故意显式实例化

语法:在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
eg:Add<int>(a, b);

必须使用显式实例化的场景举例:
template<typename T>
T* test(int n)
{
return new T[n];
//当然，用new的话，一般要进行捕获异常
}

与下面这种可以不用的情况区分
template<typename T>
T test(T n)
{
return n;
}//这种是不用的哈,这样传的话，编译器就知道T是啥了

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.模板函数不允许自动类型转换(也就是隐式类型转换)–(这个时候就要显式实例化了)，但普通函数可以进行自动类型转换

4.模板参数有两种:

a.类型参数：即类型参数化，将来实例化为具体的实际类型，有点像函数的形参，形参可以接受不同值的实参

b.非类型参数：在定义时给定了具体的类型，用该类型定义的为常量

类模板

类模板的格式:
template<class T1, class T2, ..., class Tn>//里面类型不一定要是class
class 类模板名
{
 // 类内成员定义
};

1.类模板里面的函数的定义和声明不要放在不同文件里面

2.如果类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表

举例:
template <class T>
Vector<T>::Vector()
{}

模板参数列表就是上面的eg:T,两个的话就是eg:<T1,T2>

类模板的实例化

注意:类模板实例化只能显式实例化

eg:   Vector<int> s1;

类模板和普通类的区别:

1.普通类，类名和类型是一样的

2.类模板，类名和类型不一样

比如: 类名 Vector
     类型 Vector<T>
类模板实例化之后才有类型，比如:Vector<int>

作业部分

下列关于模板的说法正确的是（C）
A.类模板与模板类所指的是同一概念
B.类模板的参数必须是虚拟类型的
C.类模板中的成员函数全是模板函数

原因:
B：类模板是一个类家族，模板类是通过类模板实例化的具体类
C:类模板的第一行template<class T, size_t N>是这样的也行