模板
函数模板
1.定义函数模板：模板定义以关键字 template 开始，后接模板形参表，模板形参表是用尖括号括住的一个或多个模板形参的列表，形参之间以逗号分隔，模板形参表不能为空。比如：
1 template <typename T> 2 int compare(const T &v1, const T &v2) 3 { 4 if (v1 < v2) return -1; 5 if (v2 < v1) return 1; 6 return 0; 7 }
模板形参表很像函数形参表，函数形参表定义了特定类型的局部变量但并不初始化那些变量，在运行时再提供实参来初始化形参。模板形参可以是表示类型的类型形参，也可以是表示常量表达式的非类型形参。非类型形参跟在类型说明符之后声明，类型形参跟在关键字 class 或 typename 之后定义，例如，typenameT 是名为 T 的类型形参。
2.使用函数模板时，编译器会推断哪个（或哪些）模板实参绑定到模板形参。一旦编译器确定了实际的模板实参，就称它实例化了函数模板的一个实例。实质上，编译器将确定用什么类型代替每个类型形参，以及用什么值代替每个非类型形参。推导出实际模板实参后，编译器使用实参代替相应的模板形参产生编译该版本的函数。编译器承担了为我们使用的每种类型而编写函数的单调工作。比如：
1 int main () 2 { 3 // T is int; 4 // compiler instantiates int compare(const int&, const int&) 5 cout << compare(1, 0) << endl; 6 // T is string; 7 // compiler instantiates int compare(const string&, const string&) 8 string s1 = "hi", s2 = "world"; 9 cout << compare(s1, s2) << endl; 10 return 0; 11 }
编译器将实例化 compare 的两个不同版本，编译器将用 int 代替 T 创建第一个版本，并用 string 代替 T 创建第二个版本。
3.inline 函数模板
函数模板可以用与非模板函数一样的方式声明为 inline。说明符放在模板形参表之后、返回类型之前，不能放在关键字 template 之前。
1 // ok: inline specifier follows template parameter list 2 template <typename T> inline T min(const T&, const T&); 3 // error: incorrect placement of inline specifier 4 inline template <typename T> T min(const T&, const T&);
4.模板实参推断
要确定应该实例化哪个函数，编译器会查看每个实参。如果相应形参声明为类型形参的类型，则编译器从实参的类型推断形参的类型。在 compare 的例子中，两个实参有同样的模板类型，都是用类型形参 T 声明的。
第一个调用 compare(1, 0) 中，实参为 int 类型；第二个调用 compare(3.14, 2.7) 中，实参为 double 类型。从函数实参确定模板实参的类型和值的过程叫做模板实参推断。
模板类型形参可以用作一个以上函数形参的类型。在这种情况下，模板类型推断必须为每个对应的函数实参产生相同的模板实参类型。如果推断的类型不匹配，则调用将会出错：
1 template <typename T> 2 int compare(const T& v1, const T& v2) 3 { 4 if (v1 < v2) return -1; 5 if (v2 < v1) return 1; 6 return 0; 7 } 8 int main() 9 { 10 short si; 11 // error: cannot instantiate compare(short, int) 12 // must be: compare(short, short) or 13 // compare(int, int) 14 compare(si, 1024); 15 return 0; 16 }
如果想要允许实参的常规转换，则函数必须用两个类型形参来定义：
1 template <typename A, typename B> 2 int compare(const A& v1, const B& v2) 3 { 4 if (v1 < v2) return -1; 5 if (v2 < v1) return 1; 6 return 0; 7 }
这样上面的调用就没有问题了，用于比较的类型必须支持<比较。如果是类类型该类必须实现重载<。
5.类型形参的实参的受限转换
一般而论，不会转换实参以匹配已有的实例化，相反，会产生新的实例。除了产生新的实例化之外，编译器只会执行两种转换：
(1)const 转换：接受 const 引用或 const 指针的函数可以分别用非 const 对象的引用或指针来调用，无须产生新的实例化。如果函数接受非引用类型，形参类型实参都忽略 const，即，无论传递 const 或非 const 对象给接受非引用类型的函数，都使用相同的实例化。
(2)数组或函数到指针的转换：如果模板形参不是引用类型，则对数组或函数类型的实参应用常规指针转换。数组实参将当作指向其第一个元素的指针，函数实参当作指向函数类型的指针。
1 template <typename T> T fobj(T, T); // arguments are copied 2 template <typename T> 3 T fref(const T&, const T&); // reference arguments 4 string s1("a value"); 5 const string s2("another value"); 6 fobj(s1, s2); // ok: calls f(string, string), const is ignored 7 fref(s1, s2); // ok: non const object s1 converted to const reference 8 int a[10], b[42]; 9 fobj(a, b); // ok: calls f(int*, int*) 10 fref(a, b); // error: array types don't match; arguments aren't converted to pointers
类模板
1.定义类模板
类模板也是模板，因此必须以关键字 template 开头，后接模板形参表。Queue 模板接受一个名为 Type 的模板类型形参。比如：
1 template <class Type> class Queue { 2 public: 3 // empty Queue 4 Queue(): head(0), tail(0) { } 5 // copy control to manage pointers to QueueItems in the Queue 6 Queue(const Queue &Q): head(0), tail(0) 7 { copy_elems(Q); } 8 Queue& operator=(const Queue&); 9 ~Queue() { destroy(); } 10 // return element from head of Queue 11 // unchecked operation: front on an empty Queue is undefined 12 Type& front() { return head->item; } 13 const Type &front() const { return head->item; } 14 void push(const Type &); // add element to back of Queue 15 void pop (); // remove element from head of Queue 16 bool empty () const { // true if no elements in the Queue 17 return head == 0; 18 } 19 private: 20 QueueItem<Type> *head; // pointer to first element in Queue 21 QueueItem<Type> *tail; // pointer to last element in Queue 22 // utility functions used by copy constructor, assignment, and destructor 23 void destroy(); // delete all the elements 24 void copy_elems(const Queue&); // copy elements from parameter 25 };
除了模板形参表外，类模板的定义看起来与任意其他类问相似。类模板可以定义数据成员、函数成员和类型成员，也可以使用访问标号控制对成员的访问，还可以定义构造函数和析构函数等等。在类和类成员的定义中，可以使用模板形参作为类型或值的占位符，在使用类时再提供那些类型或值。
2.使用类模板
与调用函数模板形成对比，使用类模板时，必须为模板形参显式指定实参：
1 Queue<int> qi; // Queue that holds ints 2 Queue< vector<double> > qc; // Queue that holds vectors of doubles 3 Queue<string> qs; // Queue that holds strings
3.类模板函数实现方式：
template <class Type> returnType classTemplate::(arg)比如：
1 template <class Type> void Queue<Type>::destroy() 2 { 3 while (!empty()) 4 pop(); 5 }
4.何时实例化类和成员
类模板的成员函数只有为程序所用才进行实例化。如果某函数从未使用，则不会实例化该成员函数。这一行为意味着，用于实例化模板的类型只需满足实际使用的操作的要求。定义模板类型的对象时，该定义导致实例化类模板。定义对象也会实例化用于初始化该对象的任一构造函数，以及该构造函数调用的任意成员，比如：
1 // instantiates Queue<int> class and Queue<int>::Queue() 2 Queue<string> qs; 3 qs.push("hello"); // instantiates Queue<int>::push
5. 类模板中的友元声明
在类模板中可以出现三种友元声明，每一种都声明了与一个或多个实体友元关系：
(1)普通非模板类或函数的友元声明，将友元关系授予明确指定的类或函数。
(2)类模板或函数模板的友元声明，授予对友元所有实例的访问权。
(3)只授予对类模板或函数模板的特定实例的访问权的友元声明。
6.类模板的 static 成员
（1）类模板static成员，为实例化的类共享
（2）类模板static成员使用的时候必须实例化
（3）像使用任意其他 static 数据成员一样，必须在类外部出现数据成员的定义。在类模板含有 static 成员的情况下，成员定义必须指出它是类模板的成员：
template <class T> size_t Foo<T>::ctr = 0; // define and initialize ctr
7. 模板特化
1.为什么要模板特化：某些情况下，通用模板定义对于某个类型可能是完全错误的，通用模板定义也许不能编译或者做错误的事情；另外一些情况下，可以利用关于类型的一些特殊知识，编写比从模板实例化来的函数更有效率的函数。
2.函数模板特化
template<>
returnType funName<teplate agruments>(arguments)
{
//something should do
}
比如：
template <>
int compare<const char*>(const char* const &v1,
const char* const &v2)
{
return strcmp(v1, v2);
}
特化的声明必须与对应的模板相匹配。在这个例子中，模板有一个类型形参和两个函数形参，函数形参是类型形参的 const 引用，在这里，将类型形参固定为 const char*，因此，函数形参是 const char* 的 const 引用。
3.类模板特化
（1）类模板特化应该与它所特化的模板定义相同的接口，否则当用户试图使用未定义的成员时会感到奇怪。
（2）在类特化外部定义成员时，成员之前不能加 template<> 标记。
