# 模板

# 一模板的概念

含义：建立通用的模具，大大提高复用性

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

C++ 提供两种模板机制: 函数模板和类模板

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

# 二函数模板

# 2.1 函数模板基础

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： template<typename T> 函数声明或定义

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

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

//1、**自动类型推导**
//mySwap(a, b); 

//2、**显示指定类型**
mySwap<int>(a, b);

总结：

函数模板利用关键字 template
使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

# 2.2 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;
}

总结：

使用模板时必须确定出通用数据类型 T，并且能够推导出一致的类型

# 2.3 普通函数和函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

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

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

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

调用规则如下：

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

//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
函数模板也可以发生重载
如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

# 2.4 函数模板的局限性

局限性：例如两个数组直接赋值，或者是一些自定义数据类型，都没法直接操作，这就是模板的局限性。

解决方案：为这些特定的类型提供具体化的模板

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

template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)

具体化优先于常规模板

总结：

利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
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

# 三类模板

# 3.1 类模板基础

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>    
类

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

# 3.2 类模板和函数模型的区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式。只能使用显示指定类型方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数，函数模板不可以有

//类模板template<class NameType, class AgeType = int>
//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导
	Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板
	p.showPerson();
}
//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
	Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
	p.showPerson();
}

# 3.3 类模板的成员函数

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

类模板成员函数类外实现，需要加上模板参数列表//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
	void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

# 3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：类模板实例化出的对象，向函数传参的方式
一共有三种传入方式：

指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型

void printPerson1(Person<string, int> &p)
参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递

template <class T1, class T2>void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
整个类模板化 — 将这个对象类型模板化进行传递

templatevoid printPerson3(T & p)

总结：通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

# 3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中 T 的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中 T 的类型，子类也需变为类模板

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中 T 的数据类型

# 3.6 类模板份文件编写

学习目标：

掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式

问题：

类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

解决方式 1：直接包含.cpp 源文件
解决方式 2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp 是约定的名称，并不是强制

示例：

person.hpp 中代码：

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

类模板分文件编写.cpp 中代码

#include<iostream>
using namespace std;

//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件

//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

# 3.7 类模板和友元