模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

例如生活中的模板：一寸照片模板，PPT模板

模板的特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架
• 模板的通用并不是万能的

函数模板

• C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板

• C++提供两种模板机制:函数模板和类模板

函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：
函数声明或定义

template<typename T>

解释：

template — 声明创建模板

typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

交换两个变量

  之前我们知道的交换两个变量的方法有宏定义、函数，这两种方式都能实现两个变量的交换，但是各有各的优缺点

宏定义：
优点：代码复用，适合所有的类型
缺点：缺少类型检查，宏在预处理阶段就被替换掉，编译器并不知道宏的存在
函数：
优点：真正的函数调用，编译器对类型进行检查
缺点：类型不同需要重复定义函数，代码无法复用

宏定义

#define SWAP(a,b,temp) {
    
    
temp=a;a=b;b=temp;
}

函数

//交换整型
void swapInt(int& a, int& b) {
    
    
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
    
    
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test(){
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	swapInt(a, b);
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}
int main() {
    
    
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

模板

//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b){
    
    
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
void test(){
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	
	//利用模板实现交换：
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);

	//2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

}

int main() {
    
    
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

利用模板实现交换的两种方式：
1、自动类型推导
mySwap(a, b);

2、显示指定类型
mySwap(a, b);

模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

函数模板注意事项

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b){
    
    
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}


// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01(){
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
	//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}


// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func(){
    
    
	cout << "func 调用" << endl;
}

void test02(){
    
    
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

int main() {
    
    

	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

普通函数与函数模板的区别

显式是强制转换，而隐式是编译器自动转换的
一般同一数据类型（如byte,int,float,double），由低级转为高级为隐式（如int转为float或double），而高级转为低级为强制类型转换，即显式转换，须用户在代码中写的（如float转为int）需写（int）a

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

示例：

//普通函数
int myAdd01(int a, int b){
    
    
	return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T &a, T &b)  {
    
    
	return a + b;
}

//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test(){
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';
	
	cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99

	//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换

	myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}

int main() {
    
    
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3. 函数模板也可以发生重载
4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

示例：

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b){
    
    
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T &a, T &b) {
    
     
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T &a, T &b, T &c) {
    
     
	cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test(){
    
    
	//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
	// 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b); //调用普通函数

	//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b); //调用函数模板

	//3、函数模板也可以发生重载
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板

	//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

int main() {
    
    
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

局限性

• 模板的通用性并不是万能的，若模板中传入数组或者自定义类型的数据就无法调用

具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
具体化优先于常规模板

#include<iostream>
using namespace std;

#include <string>

class Person{
    
    
public:
	Person(string name, int age){
    
    
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b){
    
    
	if (a == b){
    
    
		return true;
	}
	else{
    
    
		return false;
	}
}

//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2){
    
    
	if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age){
    
    
		return true;
	}
	else{
    
    
		return false;
	}
}


void test(){
    
    
	Person p1("阿董", 19);
	Person p2("阿董", 19);
	//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret){
    
    
		cout << "p1 == p2 " << endl;
	}
	else{
    
    
		cout << "p1 != p2 " << endl;
	}
}

int main() {
    
    
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板