泛型编程
还是先谈问题：
之前学过的函数重载可以实现一个函数名多用，将实现相同或类似功能的函数
用同一个函数名来定义。这样使编程者在调用同类函数时感到含义清楚，方法简单。但
是在程序中仍然要分别定义每一个函数,如下三个Max函数的函数体是相同的，只是形参的类型不同，也要分别定义，只要有新类型出现时，就需要增加对应的函数，那样就会是代码有点冗长，且如果出错，还要一个一个修改，效率也变得低了。
int Max(int& a, int& b)
{
return a>b?a:b;
}
double Max(double& left, double& right)
{
return a>b?a:b;
}
char Max(char& left, char& right)
{
return a>b?a:b;
}
为了解决这个问题,C++提出了泛型编程的概念。
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，即泛型编程以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。
模板是泛型编程的基础，即模板是创建泛型类或函数的“模具”或“图纸”。且模板可以来定义函数和类。
函数模板
所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表，这个通用函数就称为函数模板。
- 凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，只需要在模板中定义一次即可。
- 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。
格式：
template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>
返回值类型 函数名(参数列表)
{
//函数体
}
注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class。
函数模板的原理
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。
比如在上面的代码中是这样的：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，对于字符类型和整型也是如此。
使用函数模板来简化上面的例子：
template<typename T>
T Max(T& a, T& b)
{
return a>b?a:b;
}
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。
-
隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型,生成相对应的函数以便调用。
-
显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T>
T Max(T& a, T& b) //准备注意这里
{
return a > b ? a : b;
}
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 20;
double d1 = 11.1, d2 = 22.2;
Max(a1, a2); //隐式实例化 编译器根据传入的实参类型进行推演，生成相对应的函数以便调用
Max(d1, d2);
/*
Max(a1, d1); /如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。
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
*/
// 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
Max(a1, (int)d1); //自己强制转换
Max<int>(a1,d1 );// 显式实例化,自己指定参数类型
//但是还是编译报错，经分析原来是引用机制的问题
return 0;
}
另一个角度分析这个问题：
由于定时变量都是常性的，即只能读不能写，要是不加那个const修饰，那它就会变成可读可写，权限被放大，就会造成上面我们举出的那个例子，存在二义性，这种情况必须要避免，所以必须要加上const修饰。
模板参数的匹配原则
介绍三种情况来分析：
- 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
// 专门处理int的加法函数
int Add(int a, int b)
{
return a+ b;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T a, T b)
{
return a+ b;
}
void Test()
{
Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要推演特化
Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的显式实例化Add版本
}
- 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 a, int b)
{
return a+ b;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 a, T2 b)
{
return a+ b;
}
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
}
反汇编可以看到确实如此：
- 模板函数不允许自动类型转换（防止出现二义性问题），但普通函数可以进行自动类型转换。
类模板
类模板的定义格式
template<typename T1, typename T2, ..., typename Tn>
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};
// 以动态顺序表为例
// 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（stl里的标准模板）
template<typename T>
class Vector
{
public :
Vector(size_t capacity = 10)
: _Data(new T[capacity])//这里涉及深浅拷贝的问题，下篇再细说
, _size(0)
, _capacity(capacity)
{}
// 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义的注意事项
~Vector();
void PushBack(const T& data)；
void PopBack()；
//....
T& operator[](size_t pos) //重载元素访问符[] 这里的返回值类型也要注意
{
assert(pos < _size);
return _pData[pos];
}
private:
T* _Data;
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()
{
if(_pData)
delete[] _pData;
_size = _capacity = 0;
}
int main()
{
Vector<int> v1;//类模板实例化
return 0;
}
注意：由于在数组中，[]这个下标访问符，不仅可以访问某个元素，也可以作为左值来被修改，要是不加引用机制，也只是对返回的临时变量赋值，且临时变量具有常性，不能被修改，故这里也要使用引用返回。
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。
// Vector类名，Vector<int>才是类型
Vector<int> s1;
Vector<double> s2;
