C++模板初阶

**C++ 模板初阶**

模板（Template）是 C++语言的一个强大特性，允许我们在编程时定义通用的数据结构或算法，使其可以适用于不同类型的数据。模板使得我们的代码更加灵活、可维护和高效。

### 模板的基本概念模板是一种元编程（Meta-Programming）的技术，它允许我们在编译期就确定类型，而不是在运行时。这意味着，我们可以在编写代码时，就定义出通用的数据结构或算法，使其能够适用于不同类型的数据。

### 模板的分类模板有两种主要的分类：

1. **函数模板**（Function Template）：允许我们定义一个函数，能够处理不同类型的参数。
2. **类模板**（Class Template）：允许我们定义一个类，能够处理不同类型的数据。

### 函数模板函数模板是最基本也是最常用的模板类型。它允许我们定义一个函数，能够处理不同类型的参数。

cpptemplate <typename T>
T max(T a, T b) {
 return (a > b) ? a : b;
}

在上面的例子中，我们定义了一个函数模板 `max`，它可以处理任意类型的两个参数，并返回较大的值。注意到我们使用了 `typename` 关键字来指定模板参数的类型。

### 类模板类模板是另一种常用的模板类型。它允许我们定义一个类，能够处理不同类型的数据。

cpptemplate <typename T>
class Vector {
public:
 T* data;
 int size;

 Vector(int s) : size(s), data(new T[s]) {}

 ~Vector() { delete[] data; }

 void print() {
 for (int i =0; i < size; ++i) {
 std::cout << data[i] << " ";
 }
 std::cout << std::endl;
 }
};

在上面的例子中，我们定义了一个类模板 `Vector`，它可以处理任意类型的数据，并提供一些基本的操作，如构造函数、析构函数和打印函数。

### 模板元编程模板元编程是 C++语言的一个强大特性，它允许我们在编译期就确定类型，而不是在运行时。这意味着，我们可以在编写代码时，就定义出通用的数据结构或算法，使其能够适用于不同类型的数据。

cpptemplate <typename T>
void print_array(T arr[], int size) {
 for (int i =0; i < size; ++i) {
 std::cout << arr[i] << " ";
 }
 std::cout << std::endl;
}

在上面的例子中，我们定义了一个函数模板 `print_array`，它可以处理任意类型的数组，并打印出其元素。

### 模板实参推导模板实参推导是 C++语言的一个特性，它允许我们自动推导出模板参数的类型。这个特性使得我们的代码更加灵活和高效。

cpptemplate <typename T>
void print(T obj) {
 std::cout << obj << std::endl;
}

int main() {
 int a =10;
 double b =3.14;

 print(a); // 输出：10 print(b); // 输出：3.14 return0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个函数模板 `print`，它可以处理任意类型的对象，并打印出其值。我们使用了模板实参推导来自动推导出模板参数的类型。

### 模板特化模板特化是 C++语言的一个特性，它允许我们为某些特定类型提供额外的定义。这意味着，我们可以为某些特定类型提供更好的性能或功能。

cpptemplate <typename T>
void print(T obj) {
 std::cout << "Default print: " << obj << std::endl;
}

template <>
void print(int obj) {
 std::cout << "Specialized print for int: " << obj << std::endl;
}

在上面的例子中，我们定义了一个函数模板 `print`，它可以处理任意类型的对象，并打印出其值。我们使用了模板特化来为 `int` 类型提供额外的定义。

### 模板友元模板友元是 C++语言的一个特性，它允许我们为某些特定类型提供额外的访问权限。这意味着，我们可以为某些特定类型提供更好的性能或功能。

cpptemplate <typename T>
class Vector {
public:
 T* data;
 int size;

 friend void print(Vector<T>& vec) {
 for (int i =0; i < vec.size; ++i) {
 std::cout << vec.data[i] << " ";
 }
 std::cout << std::endl;
 }
};

在上面的例子中，我们定义了一个类模板 `Vector`，它可以处理任意类型的数据。我们使用了模板友元来为 `print` 函数提供额外的访问权限。

### 总结C++ 模板是 C++语言的一个强大特性，它允许我们在编程时定义通用的数据结构或算法，使其可以适用于不同类型的数据。模板使得我们的代码更加灵活、可维护和高效。通过使用模板，我们可以自动推导出模板参数的类型，提供额外的访问权限，并为某些特定类型提供额外的定义。

### 参考* 《C++ Primer》第5 章：模板* 《Effective C++》第3 章：模板* 《Modern C++ Design》第2 章：模板