1.什么是模板

在C++中，模板（template）是一种通用的编程工具，允许程序员编写通用代码以处理多种数据型或数据结构，而不需要为每种特定类型编写重复的代码，通过模板，可以实现代码的复用和泛化提高代码的灵活性和可维护性———简而言之就是可以写一份通用的模板，便于阅读和管理

模板是不能调用的，只能生成对应的函数

比如下面这段代码传统情况下需要写多个重复类似的代码：

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;}

而我们有一个模板的话就可以很好的解决：

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

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而模板又分为函数模板和类模板：

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

 

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2.函数模板 

2.1 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

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2.2 函数模板格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>

返回值类型 函数名(参数列表){}

如：

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

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<typename T1 , class T2>
void Swap( T& left,  T& right){}

定义模板关键字也可以同时有typename和class俩个关键字，这样写并没有问题，但是并不建议这样写，最好还是俩个关键字相同

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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

 

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2.4 函数模板的实例化

int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
Add(a1, d2);
Add(d1, a2);

上面这段代码是不能通过的，如果我们想解决的话可以进行强制类型转换

int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
Add(a1, (int)d2);
Add(d1, (double)a2);

除了这个方法之外我们还可以使用显示实例化来解决这个问题 

用函数模板生成对应的函数叫做模板的实例化

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

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

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);Add(a, (int)d);return 0;}

此时有两种处理方式：1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化

2. 显式实例化：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

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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

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

// 代码1int Add(int left, int right)
{return left + right;
}// 代码2template<class T>T Add(T left, T right)
{return left + right;
}void Test()
{Add(1, 2);      Add<int>(1, 2);  
}

 上面这段代码如果使用起来会优先调用代码1，因为代码2还需要进行二次加工

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

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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};    

3.2 类模板的实例化

类模板都是显示实例化

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

// Stack是类名，Stack<int>才是类型
Stack<int> st1;    // int
Stack<double> st2; // double

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