C++——模板

函数模板

什么是函数模板

函数模板是一种通用的函数定义方式，它可以用于处理多种数据类型的函数。通过使用函数模板，我们只需要编写一次就可以在不同的数据类型上进行实例化。

函数模板示例：

template 
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

在这个示例中，typename T是一个类型参数，它表示函数可以接受任意类型的参数。函数体中的代码可以对这两个参数进行比较，并返回较大的值。

函数实例化

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。

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
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);
	return 0;
}

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(a, b);
return 0;
}

函数模板的语法

template 
返回类型 函数名(参数列表)
{
    // 函数体
}

template 是函数模板的声明部分，T 是类型参数，可以根据需要更改为其他类型名。返回类型 是函数的返回类型，可以是任意合法的类型。函数名 是函数的名称，可以根据需要进行命。

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

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
// 通用加法函数
template
T Add(T left, T right)
{
	return left + right;
}
void Test()
{
	Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化
	Add(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}

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

// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
// 通用加法函数
template
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
	return left + right;
}
void Test()
{
	Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
	Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}

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

类模板

什么是类模板

类模板是一种通用的类定义，可以用于创建具有不同数据类型的对象。类模板使用模板参数来表示类型，这样可以在实例化时指定具体的数据类型。类模板可以包含成员函数、成员变量和其他类模板作为成员。

类模板的语法

类模板是一种通用的类定义，可以根据不同的类型参数生成不同的类。类模板的语法与函数模板类似，使用关键字template和typename或class来定义模板参数。在类模板中，可以使用模板参数来定义成员变量和成员函数，从而实现对不同类型的灵活支持。

template 
class Stack {
private:
    T* elements;  // 模板参数类型的指针数组
    int top;      // 栈顶指针
    int size;     // 栈的大小

public:
    Stack(int s) {
        size = s;
        elements = new T[size];
        top = -1;
    }

    void push(T item) {
        if (top == size - 1) {
            throw "Stack is full!";
        }
        elements[++top] = item;
    }

    T pop() {
        if (top == -1) {
            throw "Stack is empty!";
        }
        return elements[top--];
    }
};

类模板的实例化

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

// Vector类名，Vector才是类型
Vector s1;
Vector s2;