初识模版!!

1.泛型编程

1.1 如何实现一个交换函数呢（使得所有数据都可以交换）？

参考以下代码：

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;
}
......

1：这看起来很冗余相似的结构太多，这样看起来就会很挫
2：若用函数重载虽然可以实现，但是 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
3：代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错

1.2 那可以不可以让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢？

如果在C++中，也能够存在这样一个模具，通过给这个模具中填充不同材料(类型)，来获得不同
材料的铸件(即生成具体类型的代码），那将会节省许多头发。巧的是前人早已将树栽好，我们只
需在此乘凉。

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。

2.模版类型

2.1 模版概念

template<typename T>//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)
void Swap( T& left,  T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}

2.2 函数模版的原理

 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。

2.3 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：让编译器来根据实参来推导参数模版实际类型

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);
   //Add(a1,d1);T的类型不能不同要不让编译器不知道要类型int还是类型double类型而报错
    // 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(a,(int)d);
   return  0;
 }

2.显示实例化：在函数名字后的<>中填写类型

int main(void)
{
   int a = 10;
   double b = 20.0;
   
   // 显式实例化
   Add<int>(a, b);
   return 0;
}

2.4 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

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

3. 类模版

3.1 格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};    

 模版不建议声明和定义分离到两个文件.h 和.cpp会出现链接错误，

3.2模版实例化

#include<iostream>
using namespace std;
template <class T>
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
  :_array(new T[n])
  ,_capacity(n)
  ,_size(0)
  {}
void Push(const T& key)
{
if(_capacity==_size)
{
  T* newnode=new T[_capacity*2];
  memcpy(newnode,_array,sizeof(T)*_capacity);
  delete[] _array;
  _array=newnode;
  _capacity*=2;
}
_array[_size++]=key;
}
private:
 T* _array;
 int _capacity;
 int _size;
}



int main()
{
Stack<int> s;//模版实例化且类模版都要显示实例化

s.Push(1);

return 0;
}