1. 模版簡(jiǎn)介
1) c++模板簡(jiǎn)介
c++中，模板可以允許函數(shù)或者類通過(guò)泛型的方式來(lái)表現(xiàn)或者運(yùn)行。
例如，我們可以用max函數(shù)來(lái)計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的最大值，代碼如下：
int Max(int x, int y)
{
return x > y ? x : y;
}
但是如果我們對(duì)double、long等其他類型也想定義Max函數(shù)，那么就會(huì)出現(xiàn)重復(fù)定義類似代碼的情況，我們可以使用函數(shù)模板，定義如下：
template <typename T> T Max(T a, T b)
{
return a > b ? a : b;
}
在實(shí)際使用函數(shù)模板時(shí)，我們?nèi)匀豢梢允褂靡郧暗姆绞絹?lái)使用Max函數(shù)：
cout << Max(33, 25) << endl;
在c++中模版可以分成兩類：類模版和函數(shù)模板。
模板還兩個(gè)重要的概念，即模板聲明和模版實(shí)例化。
模板聲明是給出函數(shù)或者類的模板形式的定義。
而模板實(shí)例化是從模板構(gòu)建出一個(gè)真正的類或者函數(shù)的過(guò)程。
前面Max函數(shù)模版的定義就是模板聲明，而后面調(diào)用Max(33,25)時(shí)會(huì)執(zhí)行模版實(shí)例化。
模板實(shí)例化有兩種方式：
1. 顯式實(shí)例化
在代碼中明確指定使用哪種類型進(jìn)行實(shí)例化
2.隱式實(shí)例化
在首次使用模版時(shí)根據(jù)情況自動(dòng)選擇合適的類型進(jìn)行實(shí)例化
2) c++函數(shù)模板
前面的Max還可以定義成如下形式：
template <class T> T Max(T a, T b)
{
return a > b ? a : b;
}
但是class和typename有不同的含義，最好使用typename。
前面提到模板實(shí)例化，也可以理解成用具體類型替代模板參數(shù)的過(guò)程。
函數(shù)模版的實(shí)例化是編譯器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。
寫了一個(gè)小程序來(lái)測(cè)試：
#include <iostream>
using namespace std;
template <typename T> T Max(T x, T y)
{
return x > y ? x : y;
}
int main(void)
{
cout << Max(33, 28) << endl;
}
這個(gè)文件使用 clang 編譯生成匯編文件，然后使用c++filt將其中符號(hào)轉(zhuǎn)換成原來(lái)函數(shù)，命令如下：
clang++ -S max.cpp
cat max.s | c++filt
匯編文件內(nèi)容(僅保留關(guān)鍵內(nèi)容)：
.Ltmp10:
.cfi_def_cfa_register %ebp
subl $24, %esp
movl $33, %eax
movl $28, %ecx
movl $33, (%esp)
movl $28, 4(%esp)
movl %eax, -4(%ebp) # 4-byte Spill
movl %ecx, -8(%ebp) # 4-byte Spill
calll int Max<int>(int, int)
leal std::cout, %ecx
movl %ecx, (%esp)
movl %eax, 4(%esp)
calll std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
leal std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&), %ecx
movl %eax, (%esp)
movl %ecx, 4(%esp)
calll std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& (*)(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&))
......
int Max<int>(int, int): # @int Max<int>(int, int)
# BB#0:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $12, %esp
movl 12(%ebp), %eax
movl 8(%ebp), %ecx
movl %ecx, -4(%ebp)
movl %eax, -8(%ebp)
movl -4(%ebp), %eax
cmpl -8(%ebp), %eax
jle .LBB2_2
......
從匯編代碼可以看到，實(shí)際調(diào)用的是int Max<int>(int,int)。而且代碼段后面有這個(gè)實(shí)例化的函數(shù)模板的定義。
顯然，函數(shù)模版需要生成實(shí)例化之后的代碼，然后才能使用實(shí)例化后的函數(shù)。
在對(duì)函數(shù)模版實(shí)例化時(shí)，需要根據(jù)實(shí)參的類型判斷需要怎么實(shí)例化，這個(gè)過(guò)程被成為參數(shù)推導(dǎo)。在參數(shù)推導(dǎo)的過(guò)程中，不允許自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換。
例如下面的用法是錯(cuò)誤的：
Max(1,2.0)
但是可以使用下面任何一種方式類處理這類錯(cuò)誤：
Max(static_cast<double)1, 2.0)
Max<double>(1,2.0)
函數(shù)模版和普通函數(shù)一樣可以重載，并且可以和普通函數(shù)共存。如果非模版函數(shù)和模版函數(shù)都適用，那么優(yōu)先選用非模版函數(shù)。
允許使用Max<>(23,7)，會(huì)自動(dòng)推導(dǎo)選擇合適的類型來(lái)進(jìn)行模版實(shí)例化，跟前面Max(23,7)等價(jià)。
3) 類模板
類模版的一個(gè)例子：
const std::size_t DefaultStackSize = 1024;
template <typename T, std::size_t n = DefaultStackSize> class Stack{
public:
void Push(const T const & element);
int Pop(T &element);
int Top(T &element) const;
private:
std::vector<T> m_Members;
std::size_t m_nMaxSize = n;
};
類模板定義跟函數(shù)模版定義類似。
在類模版函數(shù)定義中，如果需要用到類本身，那么需要其完整定義（Stack<T>)，而不是使用T。
在定義類的模板函數(shù)時(shí)，需要指明是一個(gè)模板函數(shù)，例如Push函數(shù)的定義如下：
template <typename T, std::size_t nMaxSize>
void Stack<T, nMaxSize>::Push(const T const& element)
{
....
}
使用類模版方式如下：
Stack<int> stack; //定義一個(gè)內(nèi)部存放int類型的stack
Stack<int, 100> stack; //定義一個(gè)內(nèi)部存放類型為int的棧，棧的默認(rèn)大小是100.
Stack<Stack<int> > intStackStack; //定義一個(gè)棧，棧中元素是Stack<int>類型。
允許對(duì)類模版進(jìn)行特化，類似下面代碼：
template <>
class Stack<std::wstring> {
...
};
也可以對(duì)類模版進(jìn)行偏特化（即僅有部分模板類型進(jìn)行特化）。
4) c++操作符重載
c++中關(guān)鍵字operator定義了一種特殊函數(shù)，可以對(duì)常見的操作（例如*、->或者括號(hào)操作符）等進(jìn)行重載。
操作符重載不能用于內(nèi)部類型。
操作符重載可用于非靜態(tài)成員函數(shù)或靜態(tài)全局函數(shù)。
一元操作符重載為成員函數(shù)沒有參數(shù)，二元操作符重載為成員函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)。
操作符重載不能帶有默認(rèn)參數(shù)。
2. 泛型編程
1) 簡(jiǎn)介
泛型編程是一種編程思想，與具體語(yǔ)言無(wú)關(guān)，它可以允許類型在需要調(diào)用的時(shí)候以參數(shù)的方式給出。
