C++之模板

C++模板是一种支持泛型编程的机制，允许开发者定义使用任意类型作为参数的函数和类。模板提供了代码复用和类型安全的抽象，使得同一段代码可以用于不同的数据类型。

函数模板

定义和使用

函数模板是一种可以接受任意类型参数的函数。它通过在函数声明中使用模板参数（用尖括号<>包围）来定义。

template <typename T>
void print(T value) {
    std::cout << value << std::endl;
}

使用函数模板时，编译器在编译期间根据传入的参数类型自动实例化模板。

print(10);    // int类型实例化
print(3.14);  // double类型实例化
print("Hello");// char* 类型实例化

模板参数的默认值

在C++17中，你可以为模板参数指定默认值。如果调用者没有指定模板参数，编译器将使用默认值。

template <typename T = int>
void print(T value) {
    std::cout << value << std::endl;
}

这样，即使不指定模板参数类型，print函数默认使用int类型。

类模板

定义和使用

类模板是一种可以接受任意类型作为参数的类。它通过在类声明中使用模板参数来定义。

template <typename T, typename U = int>
class Pair {
public:
    T first;
    U second;
    Pair(T f, U s) : first(f), second(s) {}
};

使用类模板时，编译器在编译期间根据传入的参数类型自动实例化模板。

Pair<int, double> intDoublePair(1, 2.0); // int类型first，double类型second
Pair<float> floatPair(3.0f);           // float类型first，默认int类型second

模板特化

模板特化是为特定的模板参数提供特定实现的过程。它允许开发者为通用模板提供一个或多个特定的实现。

• 全特化：为特定的模板参数提供完整的类定义。

template <>
class Pair<int, int> {
public:
    int first, second;
    Pair(int f, int s) : first(f), second(s) {}
};

这个特化定义了一个Pair<int, int>的特定实现。

• 偏特化：为部分模板参数提供特定的类定义，其他参数保持模板形式。

template <typename T>
class Pair<T, int> {
public:
    T first;
    int second;
    Pair(T f, int s) : first(f), second(s) {}
};

这个偏特化为所有second类型为int的Pair提供了特定的实现。

模板特化提供了灵活性，允许开发者为特定的类型或类型组合提供优化或特定的实现。使用模板特化时，需要小心处理模板的匹配和选择，以避免歧义。