模板
前言
本篇介绍一下模板的初步应用
一、模板
我们之前在讲解数据结构的时候，免不了要用到Swap交换函数，而在C语言中，一般都要靠我们自己实现，那不知道大家有没有发现一个问题，如果我们需要交换int类型的变量，那就会定义一个交换函数，形参都是int类型，如：
c
void Swap(int& a, int& b)
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}那如果我们需要交换double类型，交换char类型，交换类类型呢？我们还能继续用这个函数吗？
那肯定是不能的，那我们又该怎么办呢？
难道要为每种类型都定义一个交换函数吗？
如果像上面图片中这样使用交换函数，未免也有点太挫了，十分麻烦，因为swap函数的逻辑很简单，只是形参的类型不同而已，那么为了应对这种情况，祖师爷本贾尼呢又在C++中提出了一个概念，叫做模板，
模板，顾名思义，就是类似于活字印刷术中的模具，我给你一个例子，一个模具，你照着它去做，用模具刻出来不同的字，使用的逻辑相同，只有部分细节不同，它的使用也非常简单，如下：
template就是模板的意思，后面使用<>来包裹模板参数，图中带有template定义的函数就是函数模板
在<typename T>中，T就是模板参数，它的名字可以任意，也可以叫做Ty、x，都可以，它所在的位置就是模板参数，编译器自动识别实参的数据类型，并将模板参数T转为对应的数据类型，而T前面的typename，就是一个关键字，用于指明这是一个类型，是模板参数，同样，typename关键字可以用class替代，我们后续会详细讲解两者的不同
此外，模板参数的使用，其实底层实现和我们之前讲的C语言的方法一样，也是通过几个形参类型不同的Swap函数来实现交换，但是唯一不同的是，这几个不同的Swap函数是编译器帮助我们实现的，也就是说，C++和C语言中对这种情况的底层处理方式相同，但是C语言要靠我们自己去分别实现不同的交换函数，而C++中我们只需要给一个模板，编译器根据这个模板去实例化出各种不同的实际函数（即模板函数），比如形参是int类型的，形参是double类型的，形参是char类型的等等等等
注：模板函数即为实际函数，函数模板则是template关键字对应的无法使用未实例化不知晓形参具体类型的函数
因此，当我们在使用函数模板时，对于不同类型的变量，调用的swap函数实际上是不同的函数，只有同类型的变量调用的swap函数才是相同的模板函数
注：我们库中的交换函数swap的字母均为小写，即：swap()
二、传递不同类型参数时函数模板的使用
而在生活中，我们或许会遇到这种情况：
c
template<class T1,class T2>
T1 Func(T1& a, T2& b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
double c = 1.8, d = 2.2;
int e = Func(a, c);
cout << e << endl;
return 0;
}对于这种不同类型要相加的情况，我们有三种应对方法
1。设置两个模板参数
如下：
我们可以通过设置两个不同的模板参数来解决，并且可以通过控制返回值类型来控制到底要返回哪种类型
2.强制类型转换传参
如上图，我们可以传参时，对实参进行强制类型转换，通过这种方式来控制结果的类型，并且完成函数的调用，实现两者相加的功能
但是这种情况，我们需要注意一点，函数模板的形参必须要用const修饰，这是为了避免权限的放大，因为我们在传递实参时进行了强制类型转换，我们在前面讲过，强制类型转换的情况，会生成一个临时变量，因此我们传过去的实参中，有一个是临时变量，而临时变量具有常性，那么我们就需要用const修饰的变量去接收，否则处于权限的放大，如下图：
当然，只是其中一个变量是临时变量，因此我们只用一个const也是可以的，但是为了美观与保险，我们最好还是为形参变量都添加const修饰符
3.显式实例化
如图，这种方式实际上是造成了隐式类型转换，但是它与前面两种方法不同的有点是，这种方法属于函数模板的显式实例化，是通过我们指定的类型去实例化出实际函数的，而前面两种方法称为编译器的隐式实例化，是通过我们传递的实参类型去实例化出实际函数的
此外，因为这种方式也属于类型转换，因此也会受到权限放大或是缩小的约束，需要用const修饰函数模板的形参，如：
如果不用const去修饰函数模板的形参，此时编译器就会报错
三、类模板
既然有了函数模板的概念，那么对应的，为了方便，C++中也存在一种类模板的概念
类模板与普通类的一种区别就是，类名和类类型是区分开的
在普通类中，类名就是类型，譬如：
c
class A
{}；
int main()
{
A a1;
}其中的类名A，就是类类型，但是对于类模板来说，如：
c
template<class T>
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 3);
void Push(const T& data);
// 其他方法...
~Stack()
{
if (_array)
{
free(_array);
_array = NULL;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
T* _array;
int _capacity;
int _size;
};它的类名和类型是不一样的，类名为：Stack，而类型则是Stack<T>
如果我们在main函数中实例化对象，那么对象对应的类型就比如为：Stack<int>或者Stack<double>等等
因此，我们如果想要将类模板中的方法声明和定义分离，就需要使用对应的类型来标明，譬如上面的类中的push方法和构造方法：
c
template<class T>
Stack<T>::Stack(size_t capacity)
{
/*_array = (T*)malloc(sizeof(T) * capacity);
if (NULL == _array)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}*/
_array = new T[capacity];
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
// CheckCapacity();
_array[_size] = data;
_size++;
}template的作用范围仅仅是离它最近的下方的某个函数或者类，可以看成是以{}作为作用范围
而实例化出的各种类称为模板类
类模板解决了类似函数模板的问题，譬如，我们之前在C语言学习数据结构的时候，有一个栈结构，如果我们要求定义一个存储int类型数据的栈，定义一个存储char类型数据的栈，一个存储double类型数据的栈，我们该如何定义呢？
我们之前用的是typedef这个关键字来控制存储什么类型的数据，但是typedef某种意义上来说也是写死的，它只能让整个栈都存储那一种类型的数据，对于我们这种要求，它只能将栈的代码复制成多份，并且每一个栈的代码都typedef为不同的int、double、char等等，这是十分麻烦的，而使用类模板，我们便可以解决这种问题，通过类模板实例化出不同的模板类，毫无疑问，这是十分方便的
总结
本篇为模板的初步介绍，我们后面对在STL的讲解中使用模板，并且后续会进行模板更多进阶内容的详细讲解