c++模板与泛型编程（一）模板定义 ——《c++ primer》读书笔记
c++模板与泛型编程（一）模板定义 ——《c++ primer》读书笔记 by斜风细雨QQ：253786989 2012-02-26
泛型编程就是指编写独立于特定类型的代码，c++ STL就是泛型编程的极致运用。比如vector，它就是一个泛型容器，它里面可以装n多种类的元素。在使用的时候，再去指定元素类型：vector
模板是泛型编程的根基，没有模板的支持，泛型编程就无从谈起。
函数模板（function template）
函数模板是一种独立于类型的特殊函数，由函数模板可以产生针对特定类型的函数版本。
如：
template
int compare(const T &lhs, const T &rhs)
{
if (lhs < rhs) return -1;
if (rhs < lhs) return 1;
return 0;
} compare既可以比较两个int类型的数，也可以比较两个string类型的字符串。从这就可以看出模板与泛型编程的强大。如果不运用模板技术，而且我既想比较int类型，又想比较string类型，又想比较自定义类型等等，那就要针对这些类型分别编写一个函数，这样既增加了代码量，也不容易维护。
函数模板的使用
如：
int main()
{
cout << compare(3, 5) << endl;
string s1 = "hello", s2 = "world";
cout << compare(s1, s2) << endl;
}对于“compare(3, 5)”，编译器将首先推断出函数参数的类型为int，然后将int绑定到compare的模板形参T，这个过程成为实例化（instantiate）了函数模板的一个实例。其实就是编译器帮助程序员编写了一个int版的compare。
模板形参类型
模板形参有两种类型，一种叫做类型形参(type parameter)。如上面的“typename T”就是类型形参，因为T代表一个类型。还有一种模板形参叫做非类型形参（nontype parameter）。
如：
template
void array_init(T (&parm)[N])
{
for (size_t i = 0; i != N; ++i)
{
parm[i] = i;
}
} 这里面“size_t N”就是非类型形参，因为它并不代表某个类型。当调用array_init时，编译器从数组实参计算出函数模板的非类型形参的值。如：
int ia[10];
array_init(ia);则编译器将函数模板array_init的形参绑定到int[10]，从而实例化一个array_init版本如下：array_init(int (&)[10])，也就是N的值为10。
模板形参的名字不能在模板内部重用
template
int compare(const T &lhs, const T &rhs)
{
typedef int T; //error
// …
return 0;
} 这段代码会出现编译错误，因为模板形参T，在模板内部不能重用。
内联（inline）函数模板
函数模板也可以声明为inline，格式如下（注意inline的位置）：
template inline int compare(const T &lhs, const T &rhs); 类模板（class template）
所谓类模板就是说本类可以支持不同类型的对象。
如：
template
class Queue
{
public:
Queue();
T &front();
const T &front()const;
void push(const T &);
void pop();
bool empty() const;
private:
// ...
}; 类模板的定义与普通类的定义看起来差不多，主要不同就是类型T，使得Queue可以针对不同的类型实例化不同的类。如：
Queue qi;
Queue qs; 需要注意的是类模板也仅仅是一个模板，它并不是一个类，所以：Queue q;是不会通过编译的，因为Queue并不是一个类型。而Queue
在模板定义的内部指定类型
这句话要结合具体的例子才能容易理解：
template
Parm fcn(Parm* array, U value)
{
Parm::size_type * p;
// ...
} Parm是一个类，类既可以有数据成员和函数成员，也可以有类型成员，比如STL容器类都有一个类型成员：size_type。而在上面这个函数模板的内部，编译器在遇到“Parm::size_type”时，不知道它是一个数据，还是一个类型，通常编译器假定这样的名字是一个数据，所以“Parm::size_type * p”就是两个数据的相乘，这肯定不是我们想要的结果。为了让编译器知道“Parm::size_type”是一个类型，就要显示的在其前面加上“typename”，如下：
template
Parm fcn(Parm* array, U value)
{
typename Parm::size_type * p;
// ...
} 编写泛型程序
如下函数模板，如果用来比较某个类型的两个值，则程序员必须保证该类型支持“<”操作符，否则就会编译出错。比如某个自定义类型，如果没有定义“<”操作符，则无法使用该函数模板。
template
int compare(const T &lhs, const T &rhs)
{
if (lhs < rhs) return -1;
if (rhs < lhs) return 1;
return 0;
} 编写泛型程序时，模板参数通常使用const引用，这样该模板就可以使用不允许赋值的类型。另外编写模板内部的操作时尽量减少对类型T的要求。比如上面的函数如果像下面这样写，就要要求类型T同时支持“<”操作符和“>”操作符了。
template
int compare(const T &lhs, const T &rhs)
{
if (lhs < rhs) return -1;
if (lhs > rhs) return 1;
return 0;
} c++模板与泛型编程（一）模板定义 ——《c++ primer》读书笔记 by斜风细雨QQ：253786989 2012-02-26