C 模板詳解

模板分類

類模板假如現在需要實現乙個交換整數的函式，很簡單就能實現，但是如果沒有說交換型別，那麼可能需要寫各種型別的過載，函式過載雖然可以實現，但是這麼做很麻煩，函式的復用性很低，且**的可維護性比較低，乙個出錯可能讓所有過載都錯。

void swap(int& left, int& right) 
void swap(double& left, double& right) 
void swap(char& left, char& right) 
//、、、、、、、、、、出現乙個新型別就要新增乙個

那麼怎麼解決這個問題呢？這個時候我們就可以引入模板的概念

了解模板之前先了解一下泛型程式設計的概念，泛型程式設計就是指編寫與型別無關的通用**，是**復用的一種手段，而模板呢就是泛型程式設計的基礎

那麼什麼是模板呢？

模板就像我們現實中的模具，沒有使用這個模具的時候是不會生產出任何東西的，只有在你倒入原料才會生產出東西，你倒入塑料材料就會產出乙個塑料模型，倒入金屬液就會產出乙個金屬模型。

再回到引言上的問題，我們使用模板就是為了能夠編寫與型別無關的**。如果不用模板，那麼解決引言上的問題要寫不同型別的函式來完成函式過載，但如果使用模板的話就只用寫乙個swap模板函式就可以實現不同型別的swap函式了。

模板通常有兩種形式：函式模板和類模板

什麼是函式模板呢？函式模板實際上是代表了乙個函式家族，建立了乙個通用函式，這個函式裡面的所用到的所用型別，包括形參型別、返回值型別、區域性變數型別都可以不具體指定，在使用的時候才會被引數化，根據實參型別產生函式的特定版本。

函式模板針對僅引數型別不同的函式

template
<
typename t1,
typename t2,..
..typename tn>
/class t1..
.返回值型別 函式名(引數列表)

typename和class都是用來定義模板引數的關鍵字，兩者沒有區別。

以引言的交換函式為例，使用函式模板寫乙個swap的模板函式：

template
>
//template也可以
void
swap
(t& left,t& right)

當我們呼叫這個swap模板函式時，型別t就會被呼叫時的型別代替，舉個例子，swap(a,b)，兩個引數都是int型的，那麼這時t就會被替代為int型，模板函式就被替換為swap(int& a，int& b)。

需要注意的是模板的宣告或定義只能在全域性，命名空間或類範圍內進行。即不能在區域性範圍，函式內進行，比如不能在main函式中宣告或定義乙個模板。

其實模板函式並不是真正的函式，在編譯階段，編譯器呼叫函式模板時，編譯器會根據實參的型別來推演出模板的型別，然後產生特定具體型別的函式。

1.隱式例項化：讓編譯器根據實參推演模板引數的實際型別

template
<
class
t> 
t add
(const t& left,
const t& right)
intmain()

但是假如要編譯下面這段**就會報錯，因為在編譯階段的時候，編譯器推演實參型別時，通過a1把t推演為int型別，但是通過b1又把t推演為double型別，但是模板引數列表只有乙個t，此時編譯器就無法確定該使用哪個型別替換t，從而報錯。（編譯器一般不會進行型別轉換的操作）

template
<
class
t> 
t add
(const t& left,
const t& right)
intmain()

那麼怎麼解決這個問題呢？有兩種處理方式

第一種方法使用者自己強制轉換型別

int
main()

第二種方法就是使用顯式例項化

2.顯式例項化：在<>中指定引數的實際型別

還是以上面**舉例

int
main()

先看這段**

// 加法模板函式 
template
<
class
t> 
t add
(t left, t right)
// 專門處理int的加法函式 
intadd
(int left,
int right)
void
test()

我們知道add模板函式在遇到int型別的實參時是會例項化出乙份int型別的add函式**的，那麼上面這段**裡的int型別add函式和add函式模板是否可以同時存在呢？

可以同時存在，而且該函式模板還可以被例項化為這個非模板函式。

在test()裡，add(1,2)呼叫add函式時，因為已經有了int型別的add函式，此時肯定是直接呼叫處理int型別的add函式更快，因為模板函式還要推演完實參型別後再生成乙份特定處理int型別的**。但是如果我強制要使用模板函式，那麼使用add(1,2)就可以呼叫函式模板例項化後add版本。

c++ 除了支援函式模板，還支援類模板（class template）。函式模板中定義的型別引數可以用在函式宣告和函式定義中，類模板中定義的型別引數可以用在類宣告和類實現中。類模板的目的同樣是將資料的型別引數化。

類模板針對僅資料成員和成員函式型別不同的類。

template
<
class
t1,calss t2,..
..,calss tn>
class 類模板名稱
;

一旦宣告了類模板就可以用形參名(t1，t2…tn)來宣告類中的成員變數和成員函式，舉例：

template
>
class
a;

類模板例項化和函式模板例項化不同，類模板例項化需要在類模板名稱後跟《例項化型別》，需要注意的是，類模板中不存在推演的，例如a<2> s，此時就會報錯，編譯器沒法把2推演為int型，在<>裡面一定要明確指定型別。

用上面的**舉例，我們例項化乙個a< int > m，那麼類a中所有使用模板形參的地方都會被int替代：

class
a;