【C++】泛型编程与模板

        【泛型编程】泛型编程让你编写完全一般化并可重复使用的算法，其效率与针对某特定数据类型而设计的算法相同。泛型即是指具有在多种数据类型上皆可操作的含义。（模板是泛型编程的基础）

 模板：1.函数模板

   2.类模板

【模板函数】：代表了一个函数家族，该函数与类型无关，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。（模板函数不是真正的函数）

实现一个通用的加法函数：

1.通过函数重载实现：

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
char Add(char left, char right)
{
	return left + right;
}
float Add(float left, float right)
{
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
	return left + right;
}

【Add函数实现重载】

优点：函数进行参数类型检测，自行调用与自身类型匹配的函数，调用方便且效率高。

缺点：1.只要有新类型出现，就要重新添加对应函数。

   2.除类型外，所有函数的函数体都相同，代码的复用率不高。

   3.如果函数只是返回值类型不同，函数重载不能解决。

   4.一个方法有问题，所有的方法都有问题，不好维护

2.用函数模板实现

【模板函数的格式】

 template  

返回值类型  函数名(参数列表)

 {    ... }

template 
T Add(T left, T right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;      //3
	cout << Add(1.1, 2.2) << endl;   //3.3
	cout << Add('1', '2') << endl;  //c   ('1'的ASCII为49,'2'的ASCII为50，两个之和为99是'c')

	system("pause");
	return 0;
}

          class是用来定义模板参数关键字，typename也行。（不能使用struct代替class）

模板函数也可以定义为inline（内联）函数

 内联函数是什么：

    C++关键字，在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline，即可以把函数指定为内联函数。关键字inline必须与函数定义放在一起才能使函数成为内联，仅仅将inline放在函数声明前面不起任何作用。inline是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。一般的，用户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。

template 
inline T Add(T left, T right)
{
	return left + right;
}

         注意：inline关键字必须放在模板形参表之后，返回值之前，不能放在template之前

模板函数特性

1.模板函数在运行时根据参数的类型来生成函。

2.模板函数内部，对代码不进行检测。

3.当有实参函数时，当先调用实参函数模板不会合成函数。

4.当有实参函数时，在调用模板时进行了显示实例化，则模板函数会合成函数进行调用。

【实参推演】

<从函数实参确定模板形参类型和值的过程称为模板实参推断

<多个类型形参的实参必须完全匹配

【类型形参转换】

一般不会转换实参以匹配已有的实例化，相反会产生新的实例。

 编译器只会执行两种转换：

 1、const转换：接收const引用或者const指针的函数可以分别用非const对象的引用或者指针来调用

 2、数组或函数到指针的转换：如果模板形参不是引用类型，则对数组或函数类型的实参应用常规指 针转换。数组实参将当做指向其第一个元素的指针，函数实参当做指向函数类型的指针。

【模板函数的参数列表】

1.在函数模板的内部不能指定缺省的模板实参。

2.所有模板形参前面必须加上 class或者typename 

3.模板形参可以是类型形参也可以是非类型形参

5、模板类型形参可作为类型说明符用在模板中的任何地方，与内置类型或自定义类型   使用方法完全相同，可用于指定函数形参类型、返回值、局部变量和强制类型转换 

6、模板形参表中，class和typename具有相同的含义，可以互换，使用typename更加直观。  但关键字typename是作为C++标准加入到C++中的，旧的编译器可能不支持。

【模板函数重载】

模板函数重载与一般函数重载所需条件一样

1.作用域相同

2.函数名相同

3.参数列表不同

template 
T Add(T left, N right)
{
	return left + right;
}
template
T Add(T left,T& right)
{
	return left + right;
}
template
T Add(N right, T left)
{
	return left + right;
}

注：函数重载与返回类型无关

【模板函数特化】

 有时候并不总是能够写出对所有可能被实例化的类型都合适的模板，在某些情况下，通用模板定 义对于某个类型可能是完全错误的，或者不能编译，或者做一些错误的事情。

 当遇到这种比较字符串大小时，上面定义的模板函数无法合成正确的函数，在此我们可以把这种特殊情况重写一个函数，用来处理特殊的类型，

模板函数特化形式如下：

1.关键字template后面接< >

2.函数名后接模板名和< >,尖括号中指定这个特化定义的模板形参

3.函数形参表中形参的类型要与模板形参类型一致

函数格式

注意：在模板特化版本的调用中，实参类型必须与特化版本函数的形参类型完全匹配，如果不匹配，编译器将为实参模板定义中实例化一个实例。

注意：

特化不能出现在模板实例的调用之后，应该在头文件中包含模板特化的声明，然后使用该特化版本的每个源文件包含该头文件。