C++模板(泛型编程)
时刻牢记编译时，链接时，运行时！！还有静态和动态的区别！！
1. 理解泛型编程
泛型编程就是编写与类型无关的通用型代码，是代码复用的一种手段，C++中模板是实现泛型编程的一种手段。(通过模板达到对参数类型的控制，通过模板达到对逻辑的控制。)
2. 函数模板
# typename 也可以用 class 代替 template<typename T> void Swap(T& left, T& right) { T temp = left; left = right; right = temp; }
1. 函数模板的理解
函数模板本身不是函数，就是一个模板。在编译器编译阶段，会根据传入的实参类型推导生成对应类型的函数。也就是说，模板就是把我们要干的活交给了编译器！让编译器去生成对应类型的函数。（编译时动态生成的)
2. 函数模板的实例化
模板的实例化就是编译器根据实参类型推导对应类型函数的过程。
1. 隐式实例化
就是编译器根据实参自动推导。
2. 显式实例化
显式指定模板参数类型。
template<typename T> void Swap(T& left, T& right) { T temp = left; left = right; right = temp; } int main() { int a = 1; double d = 3.3; // 显式指定 Swap<int>(a, d); return 0; }
3. 函数模板的匹配规则
如果有显式实现的参数类型最匹配的函数，那就优先匹配显式实现的函数，编译器不会再生成对应类型的函数。否则编译器才会生成对应类型的函数。
3. 类模板
template<class T1, class T2, ..., class Tn> class 类名 { // 类内成员定义 };
类模板必须显式的指定模板参数类型，因为这个编译器无法自动推导！
// vector只是类名，vector<int>才是类型 vector<int> s1; vector<double> s2;
取类模板内的未知类型
==在类模板没有实例化之前不能使用类模板里的未知类型(如T这种模板类型)。==因为类模板没有实例化，它里面的类型也是虚拟类型，编译器无法确定其具体类型，导致后期无法处理！
template<class Container> void printContainer(const Container& container) { // 不行！Container类模板没有实例化之前它里面的类型是虚拟类型， // 编译器无法确定其具体类型 // Container::const_iterator cit = contianer.begin(); // 加 typename 修饰告诉编译器，等类模板实例化后再去获取类型！就可以了 typename Container::const_iterator cit = contianer.begin(); while(cit != container.end()) { cout << *cit << " "; ++cit; } cout << endl; } int main() { list<int> lt; lt.push_back(1); lt.push_back(2); lt.push_back(3); lt.push_back(4); printContainer(lt); }
这时在该虚拟类型前加 typename 修饰，告诉编译器这是一个虚拟类型，等到类模板实例化后再去获取具体的类型。
4. 非类型模板参数
模板参数分为类型模板参数和非类型模板参数。类型模板参数就是普通的在 class/typename后面的参数，由调用方指定参数类型，也可以给缺省值。而非类型模板参数就是用一个常量作为模板参数。
注意非类型模板参数必须是常量，在编译期间就能确认其取值！不能是浮点类型，字符串这些，基本只能是整型。
非类型模板参数可以使得代码更灵活，以前只能传类型，但是非类型模板参数可以设置大小。
// N 就是非类型模板参数，可以给缺省值 template<class T, size_t N = 10> class Test { // ... }
5. 模板特化与偏特化
一般而言，模板就是为了实现与类型无关的代码。但是有时有些方法可能不能做到对所有的类型都适用，比如指针和引用类型。这时就要针对这些类型进行特殊的处理，也就是针对这些类型实现一份特殊的方法—特化。 (模板的使用可以理解是泛化)
1. 函数模板特化
// 一个函数模板 template<class T> bool Less(T left, T right) { return left < right; } // 函数模板针对 int* 类型的特化 template<> bool Less<int*>(int* left, int* right) { return *left < *right; } // 不如直接针对该类型写一个函数！简单明了 bool Less(int* left, int* right) { return *left < *right; } // 感觉这样更好！ template<class T> bool Less(T* left, T* right) { return *left < *right; }
但是一般而言需要函数模板特化时都是直接把这个函数再实现一下，简单省事，代码可读性还好！！！所以基本不会用函数模板。
2. 类模板特化
就是针对类模板中特定的类型进行特殊化处理。类模板特化分为全特化和偏特化两种。
1. 全特化
template<class T1, class T2> class Data { public: Data() {cout<<"Data<T1, T2>" <<endl;} private: T1 _d1; T2 _d2; }; // 全特化，就是将所有模板参数特化 template<> // 这里什么也不写 class Data<int, char> // 这里加上具体的类型 { public: Data() {cout<<"Data<int, char>" <<endl;} private: int _d1; char _d2; };
2. 偏特化
==任何针对模版参数做进一步条件限制的都叫做偏特化。==一般有两种方式：一是对部分模板参数特化处理；二是对参数做进一步的限制，比如限制其为 类型 的指针或引用。
// 方式1：将部分参数特化 template <class T1> class Data<T1, int> { public: Data() {cout<<"Data<T1, int>" <<endl;} private: T1 _d1; int _d2; }; // 方式2：对参数做进一步限制 template <class T1, class T2> class Data <T1*, T2*> // 限制两个模板参数都是 类型 的指针 { public: Data() {cout<<"Data<T1*, T2*>" <<endl;} private: T1 _d1; T2 _d2; };
6. 模板分离编译的问题
一个程序是由很多源文件共同编译实现的，在编译时每个源文件都会生成一个目标文件，然后由链接器链接所有的目标文件生成可执行文件，这个过程称为分离编译！
但是模板分离编译会有问题！(就是在 xxx.h 文件中声明一个模板，然后在xxx.cc中定义该模板，在另外一个 xxx.cc文件中使用模板)
会有链接错误！！在模板定义的文件中不知道模板参数的具体类型，所以不会实例化出真正可以调用的函数，符号表中也就没有函数地址！！所以在链接时找不到对应的函数地址。
模板分离编译问题的解决：
- 不要把 模板的定义 和 使用模板的函数 分到不同的文件中分开编译！
- 在模板定义的文件中显式的指定模板参数类型。
x.cc`文件中使用模板==)
[外链图片转存中…(img-N2ohKzpw-1700226167249)]
会有链接错误！！在模板定义的文件中不知道模板参数的具体类型，所以不会实例化出真正可以调用的函数，符号表中也就没有函数地址！！所以在链接时找不到对应的函数地址。
模板分离编译问题的解决：
- 不要把 模板的定义 和 使用模板的函数 分到不同的文件中分开编译！
- 在模板定义的文件中显式的指定模板参数类型。
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