1.泛型编程
编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。
模板分为函数模板和类模板。
void Swap(int& left, int& right) { int temp = left; left = right; right = temp; } void Swap(double& left, double& right) { double temp = left; left = right; right = temp; } void Swap(char& left, char& right) { char temp = left; left = right; right = temp; } int main() { int i = 0, j = 1; double x = 1.1, y = 1.2; Swap(i, j); Swap(x, y); return 0; }使用函数重载虽然可以实现，但是有以下几个不好的地方：
1. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数。
2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错。
2.函数模板
2.1 函数模板概念
函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，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。
2.2函数模板格式
template<typename T1, typename T2>
返回值类型 函数名(参数列表)
{}
// 函数模板 // 针对任意类型的对象交换 //template<class T>//class T模板参数 template<typename T>//typename T模板参数 void Swap(T& left, T& right) { T temp = left; left = right; right = temp; }注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替 class)
2.3 函数模板的原理
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。 所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。
在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供调用。比如：当用double类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演， 将T确定为double类型，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。
2.4 函数模板的实例化
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。
1. 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<class T> 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); /* 该语句不能通过编译，因为在编译期间，当编译器看到该实例化时，需要推演其实参类型 通过实参a1将T推演为int，通过实参d1将T推演为double类型，但模板参数列表中只有 一个T， 编译器无法确定此处到底该将T确定为int 或者 double类型而报错 Add(a1, d1); */ // 注意：在模板中，编译器一般不会进行类型转换操作，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅 // 此时有两种处理方式：1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化 Add(a1, (int)d2); return 0; }2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型Add<int>(a, b);
int main(void) { int a = 10; double b = 20.0; // 显式实例化 Add<int>(a, b); return 0; }2.5 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<class T> 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<int>(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<class T1, class T2> 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 }有参数类型匹配的，优先用匹配的普通函数，没有匹配的再用模板统一生成。
3.类模板
3.1 类模板的定义格式
template<class T1, class T2, ..., class Tn> class 类模板名 { // 类内成员定义 };3.2 例子:栈
st1存int，st2存double，显然typedef不能解决这个问题
typedef double DataType;//st1存int，st2存double，显然typedef不能解决这个问题 namespace zhangsan//stack是关键字，需要放在命名空间隔离 { class stack { private: DataType* _a; int _top; int _capacity; }; } int main() { zhangsan::stack st1;//int zhangsan::stack<double> st2;//double return 0; }namespace zhangsan//stack是关键字，需要放在命名空间隔离 { //类模板 template<class T> class stack { public: stack(int n = 4) :_a(new T[n]) ,_top(0) ,_capacity(n) { cout << "stack(int n = 4)" << endl; } ~stack() { delete[] _a; _a = nullptr; _top = 0; _capacity = 0; cout << "~stack()" << endl; } void push(const T& x) { // _a[_top] = x; ++_top; } private: T* _a; int _top; int _capacity; }; } int main() { try { zhangsan::stack<int> st1;//实例化int，编译器生成一个int对应的类 zhangsan::stack<double> st2;//实例化double，编译器生成一个double对应的类 st1.push(1); st1.push(2); st1.push(3); st2.push(1.1); st2.push(1.2); st2.push(1.3); } catch (const exception& e) { cout << e.what() << endl; } return 0; }声明定义分离时：
template<typename T> //template<typename T> 只对紧跟着的这一个声明/定义起作用——所以类内写一次，类外定义成员函数时要再写一次。 class stack { public: stack(int n = 4) :_a(new T[n]) , _top(0) , _capacity(n) { cout << "stack(int n = 4)" << endl; } void push(const T& x); void pop(); private: T* _a; int _top; int _capacity; }; template<typename T>//要想定义里的模板也起作用就得加 void stack<T>::push(const T& x)//不再用stack而是用stack<T> (类名+实例化类型(模板类型)) //类外定义成员函数时，类名要写成 stack<T>，不能只写 stack。因为 stack 是模板名，stack<T> 才是具体类型。 //作用域 stack<T>:: 后面接函数名 { //... _a[_top] = x; ++_top; } template<typename T> void stack<T>::pop() {} int main() { stack<int> st1; stack<double> st2; st1.push(1); st1.push(2); st1.push(3); st2.push(1.1); st2.push(1.2); st2.push(1.3); return 0; }
