模板初阶+STL简介

1. 泛型编程

如果在C++中，能够存在一个模具 ，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），那将会节省许多时间

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. 函数模板

模板可以具有非类型参数，用于指定大小，可以根据指定的大小创建动态结构

模板运行时不检查数据类型，也不保证类型安全，相当于类型的宏替换

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

2.1 函数模板格式

//格式  
template<typename T1，typename T2，......，typename Tn>

返回值类型 函数名(参数列表){}

//实现一个通用的交换函数
template<typename T>   //类型
void Swap(T& x, T& y)  //对象
{
	T temp = x;
	x = y;
	y = temp;
}

template<class T1, class T2>      // 类型
void Swap(T1& left, T2& right)   // 对象
{
	T1 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 a = 1, b = 2;
	double c = 1.1, d = 2.2;
	Add(a, b);
	Add(a, (int)c);
	
	//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
	
	//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
    //  Add(a1, d1);

	// 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. 显式实例化：在**函数名后的<>**中指定模板参数的实际类型

int main()
{
    int a = 1;
    double b = 1.1;

    Add<int>(a, b); // 显式实例化
    return 0;
}

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
}; 

template<class T>
class stack
{
public:
	stack(size_t capacity = 4)
	{
		_arr = new T[capacity];
		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	void Push(const T& x)
private:
	T* _arr;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
// 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
template<typename T>
void stack<T>::Push(const T& x)
{
	_arr[_size] = x;
	_size++;
}
int main()
{
	stack<int> str1;
	stack<double> str2;
	return 0;
}

所有类模板的成员函数，放在类外定义时 ，需要在函数名前加类名，而类名实际为ClassName<T> ，所以定义时还需加模板参数列表，因此类模板中的成员函数都是函数模板

3.2 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

类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类

类模板是一个类家族，模板类是通过类模板实例化的具体类

// Stack是类名，Stack<int>才是类型
Stack<int> st1;    // int
Stack<double> st2; // double

1. 什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分 ，不仅是一个可复用的 组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架

2. STL的六大组件