一. 泛型编程。
1.1如何实现一个交换函数呢？
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;
}
1.2那么如何实现一个通用的交换函数呢？
使用函数重载虽然可以实现，但是有一下几个不好的地方：
1. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增 加对应的函数
2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错 那能否告诉编译器一个模子，让编译器根据不同的类型利用该模子来生成代码呢？
如果在C++中，也能够存在这样一个模具，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），那将会节省许多材料。巧的是前人早已将树栽好，我们只 需在此乘凉。 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。
二. 函数模板。
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。
2.2.函数模板格式。
template<typenamename T1,typename T2......typenama Tn>
返回值类型 函数名(参数列表){}
template<typename T>
//或者是：template<class T>
void Swap(T& left, T& right)
{
T temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{
int a = 1, b = 9;
Swap(a, b);
return 0;
}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 函数模板的原理.
函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用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应该我们做的重复的事情交给了编译器.
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的实参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，然后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。
2.4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：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型
//2.Add
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
return left + right;
}
int main()
{
int a1 = 2, a2 = 30;
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，因为一旦转化出问题，编译器就需要背黑锅
Add(a1, d1);
// ：1. 用户自己来强制转化 2. 使用显式实例化
Add(a1, (int)d1);
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(void)
{
int a = 10;
double b = 20.0;
// 显式实例化
Add<int>(a, b);
return 0;
}
2.5 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。
int Add(int left, int right)
{
return right + left;
}
//通用模板加法函数
template<class T>
T Add(T left,T right)
{
return right + left;
}
int mian()
{
Add(1, 2);//与非模板函数匹配，编译器不需要特化
Add<int>(1, 2);//调用编译器特化的Add版本
return 0;
}2. 对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数， 那么将选择模板。
// 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，编译器根据实参生成更加匹配的Add函数
}3. 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换。
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
};
#include<iostream>
using namespace std;
// 类模版
template<typename T>
class Stack
{
public:
Stack(size_t capacity = 4)
{
_array = new T[capacity];
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(const T& data);
private:
T* _array;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
// 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，具体原因后面会讲
template<class T>
void Stack<T>::Push(const T& data)
{
// 扩容
_array[_size] = data;
++_size;
}
int main()
{
Stack<int> st1; // int
Stack<double> st2; // double
return 0;
}
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。
// Stack是类名，Stack<int>才是类型
Stack<int> st1; // int
Stack<double> st2; // double