C++泛型一：模板
数据类型给程序设计带来的困扰及解决方案
int maxt(int, int);
double maxt(double, double);
若有一种占位符T，能够代替类型，便可以简化代码的冗余编写
T maxt(T,T);
C++模板
模板声明如下
template<typename T1, ...>
template是C++的模板声明关键字，尖括号内为模板参数列表
typename为类型占位符声明关键字
template<typename T>
T maxt(T x, T y){
return (x>y)? x: y;
}
函数模板
在预编译阶段，当程序中调用函数模板时，编译器会用实际类型替换类型占位符生成实体函数
若编译器可以从函数实参中推导出模板参数所需类型，则可以不传入模板参数
template<typename T>
T maxt(T x, T y){
return (x>y)?x:y;
}
int main(int argc, char* argv[]){
// std::cout<< maxt<int>(4,6)<< std::endl;
std::cout<< maxt(4,6)<< std::endl;
return 0;
}
类模板
在声明类时，使用template进行模板声明即可
template<typename T>
class Circle{
public:
Circle(T r);
}
若在类模板外实现成员函数，则必须声明为函数模板
template<typename T>
Circle<T>::Circle(T r){}
在调用时，需要在类名后使用尖括号传递具体类型
Circle<int> circle;
STL的模板编程对面向对象技术并不感兴趣，其认为类对数据的过度封装影响程序的执行效率
而为了更好的管理代码，所以STL中使用大量没有访问权限的struct制作的类模板
变量模板
变量模板，将模板扩展到变量
如pi<T>的实现
当T为double时，返回3.14
当T为int时，返回3
当T为string时，返回"3.14"或"pi"
C++新标准对泛型设计的努力
auto和decltype
C++11中，auto关键字，用来推导变量的数据类型auto a=100;
auto类型的获取可通过编译器的类型记忆能力或decltype的类型提示来推导
利用类型记忆推导复杂类型
auto目前能力有限，只对系统的内置数据类型有效
对于用户自定义类型或复杂类型，只有当编译器取得足够经验后，才具备推导能力
map<int,map<int,int>>::const_iterator iter1=map1.begin();
auto iter2=map1.begin();
由于前一条语句告知了编译器map1.begin()的类型，在处理第二条语句时，便利用了记忆能力自动推导出iter2的类型
decltype表达式对推导函数返回值类型进行指导
变量类型难以确定的问题一般出现在函数返回值上，C++11可以使用decltype对函数返回值的类型推导工作进行指导
当返回auto类型，需要编译器对函数返回值类型进行推导时，可用decltype对该推导工作进行指导
template<typename T, typename U>
auto Multiply(T t, U u)->decltype(t*u){
return t*u;
}
这种使用auto作为函数返回值类型的称为auto返回值占位
将auto看作数据类型，则auto也是一种泛型，只不过无须关键字typename声明
且实际类型不是由实参显式提供，而是根据类型操作相关历史记忆及应用程序提供的推导思路
模板参数
根据参数实参的性质，模板参数分为类型参数，非类型参数和模板定义型参数三种
类型参数
用关键字typename声明的参数
类型参数的类型实参包括：
- 系统内置的类型
- 用户自定义的数据类型
- 编译器刚学到的类模板实体
- 由
typename定义的类型别名
非类型参数
C++允许在模板参数列表中定义普通变量或对象，如template<typename T, int a>
由于模板参数是在预编译阶段进行传递并被编译的，故这种非类型参数在模板代码内是常量，不能修改
对于这种参数，目前C++仅支持整型int（或可转为int的类型，如bool），枚举，指针和引用类型
C++11支持非类型参数在定义时赋值，如template<typename T, int b=100>
模板定义型参数
以类模板作为类模板参数，除了强调这个类型参数必须为类模板外，还强调该类模板的参数个数
// 单模板参数的类模板
template<typename T>
struct S_Tmp{};
// 多模板参数的类模板
template<typename T, typename R>
struct D_Tmp{};
// 以单参数类模板作为参数的类模板
template<template<typename S>class T>
struct MyTest{};
int main(){
MyTest<S_Tmp> tt1;
// MyTest<D_Tmp> tt1; // error
return 0;
}
模板形参和实参的结合
函数模板实参的隐式结合
编译器可以根据函数实参类型推导出模板形参所对应的实参，这种在调用函数模板时可以省略模板参数列表
由于函数调用语句中不提供函数返回值的类型信息，所以模板的返回值类型占位符必须与某个形参的占位符相同
指针实参
C++中，指针是一种数据类型，因此可作为模板实参
修饰字const和&的使用
可以在模板调用参数列表中使用修饰字const和&
template<typename T1, typename T2>
const T1& add(const T1& a, const T2& b){
return a;
}
模板特例化与模板具现
模板特例化
数据类型的变化通常与业务逻辑无关
若有个别数据类型所对应的算法与其他类型对应的算法不同，这类算法就要单独编写
函数模板的特化
如判断大小的函数，数值类型与字符串类型的比较算法是不一样的，应该分开实现
template<typename T>
T mymax(T a, T b){
return a>b?a:b;
}
template<>
char* mymax(char* a, char* b){
return (strcmp(a,b)<0)?b:a;
}
使用template<>是为了将其纳入maxt模板体系
类模板的特化与偏特化
// 普通模板
template<typename T1, typename T2>
struct Test{};
// 偏特化模板
template<typename T>
struct Test<int, T>{};
// 全特化模板
template<>
struct Test<int, float>{};
模板的具现
编译器在匹配模板生成实体代码时的优先级
- 特化模板（函数或类）
- 偏特化模板（类）
- 普通模板（函数或类）
