一.泛型编程
1.定义
编写与类型无关的通用代码
核心思想：不以int写一套代码，double再复制一套代码。而是只写一份通用逻辑，编辑器根据使用的类型自动实例化生成对应的代码。
下面是交换函数的实现：
cpp
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;
}上述函数就是使用不同的数据类型，写出的逻辑相同但是细节不同的交换函数。这样不满足泛型编程的要求。增大了代码量。使用函数重载虽然可以实现泛型编程，但是会有一些缺点：重载的函数仅仅是类型不同，代码的复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对用的函数；代码的可维护性比较低，一个出错可能会引起所有的重载均出现错误。
所以编译器引出了一个模子，让编译器根据不同的类型自己书写对应的代码。
在C++语言中，也能够存在上述图片的模具，通过给这个模具填充不同的类型，来生成具体类型的代码，这会节省代码量。这里的泛型编程指的是编写与类型无关的通用代码，是代码的复用手段，模板是泛型编程的基础。下面是模板的分类，接下来将逐一进行讲解：
二.函数模板
1.概念
函数模板代表了一个函数的家族，该函数模板与类型无关，在使用的时候被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。
建立通用的函数，类型不固定，用类型参数充当占位符。公用一套函数逻辑，支持多种数据类型，编译器根据调用的类型自动生成对应的版本函数，本质上对函数进行类型参数化（自动实例化出对应类型的函数），属于泛型编程基础。本质上实现函数代码的复用，一套函数支持多种数据类型，避免重载大量相似的函数。
2.格式
语法形式：
cpp
template <typename T> // template<class T> 两种写法等价
返回类型 函数名(参数列表)
{
函数体
}下面是template使用例子：
cpp
template<typename T>
void Swap( T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}注意：template是用来定义模板参数的关键字，也可以使用class（不可以struct代替class）。T是虚拟类型名（自定义名称，通常使用T）
调用格式：
cpp
template<typename T>
T add(T a, T b)
{
return a + b;
}
add(10,20); // T推导为int
add(1.1,2.2); // T推导为double
add<int>(10,20); //显式指定数据类型为int类型上述代码写的是加法函数模板，编译器会自动根据调用时的数据类型，自动进行对应数据结构的函数实例化。最后成功调用对应数据类型的函数。
3.原理
函数模板类似于一个蓝图，它本身不是函数，相当于一个半成品，是编译器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我们该重复做的事情交给了编译器。
下面是函数模板驱使编译器实例化函数的过程图片：
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实参的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，然后产生了一份专门处理double类型的代码，对于其他类型的处理也是如此。
4.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：让编译器根据实参类型推演模板参数的数据类型。
cpp
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);
/*
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.
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：在调用时，函数名字后加上<>，在其中指定模板参数的实际数据类型：
cpp
int main(void)
{
int a = 10;
double b = 20.0;
// 显式实例化
Add<int>(a, d);
return 0;
}如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果转换失败，编译器将会报错。
5.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
cpp
// 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，编译器不需要进行实例化
Add<int>(1, 2); // 调用编译器实例化的Add版本
}2.对于非模板函数和同名的模板函数，如果其他条件都相同，在调用时会优先调用非模板函数，而不会从模板产生一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将会选择调用模板函数
cpp
// 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 T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
return left + right;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非函数模板类型完全匹配，不需要函数模板实例化
Add(1, 2.0); // 模板函数可以生成更加匹配的版本，编译器根据实参的数据类型实例化更加匹配的Add函数
}3.模板函数不允许自动类型转换，但是普通函数可以进行自动类型的转换。
三.类模板
1.类模板的定义
类模板：使用模板参数，构建通用的类，一套模板可以实例化出不同数据类型的类。
类模板不是真实的类，只是类的蓝图，只有指定模板参数时，编译器实例化出的类才是真正的类。
cpp
template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
cpp
// 动态顺序表
// 注意：Vector不是具体的类，是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具
template<class T>
class Vector
{
public :
Vector(size_t capacity = 10)
: _pData(new T[capacity])
, _size(0)
, _capacity(capacity)
{
}
// 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
~Vector(); //析构函数
void PushBack(const T& data)；
void PopBack()；
size_t Size() //成员函数：返回大小
{
return _size;
}
T& operator[](size_t pos) //运算符[]的重载
{
assert(pos < _size);
return _pData[pos];
}
private: //成员变量的声明
T* _pData;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
// 注意：类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表
template <class T>
Vector<T>::~Vector() //前面加上出处，防止编译器报错
{
if(_pData)
delete[] _pData;
_size = _capacity = 0;
}2.类模板的实例化
类模板实例化与函数模板的实例化不同，类模板实例化需要在类模板名后加上<>，然后将实例化的类型放在<>中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类。
cpp
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;3.注意事项
模板参数内class T 与 typename T等价，但是不可以使用struct T
类模板中的成员函数，只有被调用时，编译器才会实例化。
类模板不能使用默认参数做函数隐式转换。