一、模板的定义
  • template<typename T>
  • 以关键字template开头，后面跟一个模板参数列表，列表里面用逗号将多个模板参数隔开定义的注意事项

模板的编译

  • 当编译器遇到一个模板定义时，并不生成代码。只有当实例化处模板的一个特定版本时，编译器才会生成代码
  • 重点：通常，当我们调用一个函数/定义实例化一个类时，编译器只需掌握函数的声明/类的声明即可，因此可以把函数/类的声明放置在头文件，而把函数/类的定义放置在源文件中。但是模板则不同：为了实例化模板函数，编译器必须掌握函数模板/类模板成员函数的声明和定义，因此只能将模板函数/类的声明和定义都放置在头一个头文件/源文件中（重点）
二、函数模板与模板函数
  • 函数模板：一个模板（是模板）
  • 模板函数：调用函数模板时生成的函数（是函数），也称为函数模板的实例化

一个模板参数列表只和一个函数模板相对应。因此每定义一个函数模板就需要重新定义一个模板参数列表

//定义模板以及一个函数模板
template <typename T>
int compare(const T &v1, const T &v2);

int main()
{
    compare(1, 2);       //模板函数，也称为模板的实例化
    compare("ABC","DEF");//模板函数
    return 0;
}
三、模板类型参数
  • 模板参数列表不能为空
  • 模板参数既可以用typename声明，也可以使用class声明。不过建议前者
//定义模板以及一个函数模板
template <typename T, class U>
int compare(const T &v1, const U &v2);

int main()
{
    compare(1, 1);    //T为int,U也为int
    compare(1,"DEF"); //T为int,U也为string
    return 0;
}
四、非类型模板参数
  • 除了定义上面的模板类型参数，我们也可以定义非类型参数。
  • 一个非类型参数表示一个值而非一个类型。并且通过特定的类型名定义而非typename或class来定义
  • 当一个模板被实例化时，非类型参数被用户提供或者编译器推断的值所代替。
  • 重点：一个非类型参数可以是一个整型、一个指向对象或函数的指针（或引用）。且实参必须是一个常量表达式 
//定义模板以及一个函数模板。
template <unsigned N, unsigned M>
int compare(const char(&p1)[N], const char(&p2)[M])//传入数组的引用来比较数组大小
{
    return strcmp(p1, p2);
}

int main()
{
    compare("hi","mom");//编译器会使用字面值常量的大小来代替N和M
    return 0;
}
五、inline、constexpr函数模板
  • 函数模板可以声明为inline或constexpr。但是这些关键字必须放在函数的返回值类型前面，模板参数列表的后面
template<typename T>  //正确
inline T func(T const&);

constexpr template<typename T> //错误，constexpr位置错误
T func2(T const&);
六、定义类型无关的代码
  • 当我们定义函数模板时，如果函数能处理的功能只限于一些特定的情况，而不能作用于大多数的情况，那么这个函数模板的操作性与可移植性就比较差
  • 为了解决上面这个问题，我们在定义函数模板时，就需要考虑类型无关与可移植性

案例：

  •  下面这个函数模板如果调用它比较两个指针，而这两个指针未指向相同的数组，则代码的行为是未定义的
template <typename T>
int compare(const T& s1, const T& s2)
{
    if (v1 < v2)
        return -1;
    if (v1 > v2)
        return 1;
    return 0;
}
  •  下面我们编写了这个函数模板，也可以用于传入指针也可以正常使用的函数模板（但是还不是最完美的，所以在定义时，要考虑各种因素而达到更高的标准）
template <typename T>
int compare(const T& s1, const T& s2)
{
    if (less<T>()(v1,v2))
        return -1;
    if (less<T>()(v2, v1))
        return 1;
    return 0;
}