一，模板的概述
c++提供了函数模板（function template），即建立一个通用的函数，不具体定义函数的参数类型以及函数类型，以他为模板。与该函数功能相同的函数我们定义时，直接利用模板，不必重新定义，大大提高了写代码的效率，其次根据模板定义不同的参数的类型以及函数的类型，实现函数不同的功能。总的来说，C++中的模板是一种支持参数化多态的工具，使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。C++程序由类和函数组成，模板也分为类模板和函数模板。
这也是c++泛型编程思想：模板。
二，函数模板
1.函数模板的定义
关键字 template
c++提供了关键字tmplate用来实现模板类型的虚拟化，在调用模板时，编译器会自动地将虚拟的类型具体化，对于函数类型，就是函数模板，对于类的抽象化类型，就是类模板。
在这里我们还会用到typename 也是一个关键字，专门用来表示函数模板中的类型
例如：
/利用template将T抽象成一个虚拟类型，即T认为是一个类型 //以交换函数来举例 template<typename T> void myswap(T &x, T &y)//该类型抽象只作用该函数 { T tmp = x; x = y; y = tmp; } //再调用函数模板时，会自动将虚拟类型具体化 int main() { int a = 10; int b = 20; myswap(a, b);//函数调用时会根据参数类型自动推导出T是哪一个类型 cout << a << " " << b << endl; //20 10 return 0; }
可以看到函数模板在面对不同的参数类型都可以实现函数功能，展现了函数模板的多功能。
函数模板会被编译器编译两次：
第一次编译：对函数模板本身编译，即将函数源代码转化为机器码：预处理阶段。
第二次编译：函数调用处将T的类型具体化。
对于实例化过程：
C++ 函数模板中的类型具体化是在函数编译的过程中完成的，当使用函数模板创建一个具体类型的函数时，编译器会根据实际参数的类型来生成对应的函数代码，这个过程也被称为模板类或模板函数的实例化。在实例化时，编译器会将函数模板中的类型参数具体化为实际的类型，同时在编译器内部生成对应的代码。
需要注意的是，C++ 中的函数模板并不是一种动态类型或者泛型编程的方式，而是一种静态的模板化机制。因此，在编译阶段，编译器会将模板代码生成为具体的函数代码，以提高代码的效率和可靠性。
函数模板目标：模板是为了实现泛型，可以减轻编程的工作量，增强函数的重用性。
2.函数模板的注意事项
1.对于函数模板与普通函数，在函数调用时，函数时会优先选择普通函数。
如下图：函数在调用时优先选择普通函数
2.普通函数和模板函数，像调用函数模板只能强制使用函数模板。
在调用时函数名与参数中间添加<>，表示强制调用函数模板。
当然我们也可以改变其中的类型<double>，强制调用模板类型为double。
3.函数模板自动类型推导时，不能对函数的参数进行自动类型转换。
template<typename T> void print(T a, T b) { cout << a << b << endl; cout << "函数模板" << endl; } int main() { int a = 10; char b = 'c'; print(a, b); }
类型不相同就不会调用，这里编译器会自动报错。
3.函数模板的重载
函数模板也可以同名，根据函数的参数以及雷响，在调用会自动调用对应的模板，也就是函数模板的重载。
template<typename T> void myprint(T a, T b) { cout << a << b << endl; cout << "调用双参数模板" << endl; } template<typename T> void myprint(T a) { cout << a << endl; cout << "调用单参数模板" << endl; } int main() { int a = 10; myprint(a); return 0; }
4.函数模板的局限性
对于函数模板，这里的函数类型都是编译器认识的的，倘若遇到自定义类型如结构体或类时，该类型函数模板无法识别，函数无法实现其功能。解决办法如下：
一，一般是将运算符重载。
template<typename T> void myprint (T a) { cout << a << endl; } class Data { friend ostream& operator<<(ostream& out, Data x); public: Data(int x) { data= x; } ~Data(){} private: int data; }; ostream& operator<<(ostream& out, Data x) { out << x.data; return out; } template<typename T> void myprint(T a) { cout << a << endl; } int main() { Data x(10); int a = 10; myprint(a); myprint(x);//需将函数里的所有运算符重载 return 0; }
二，具体化函数模板
再写函数模板，将之前的函数模板的类型删掉，重新具体实现函数模板的类型以及参数以及函数实现。
template<typename T> void myprint (T a) { cout << a << endl; } class Data { friend void myprint<Data>(Data a); public: Data(int x) { data= x; } ~Data(){} private: int data; }; //具体实例化模板 template<> void myprint<Data>(Data a) { cout << a.data << endl; } int main() { Data x(10); int a = 10; myprint(a); myprint(x);//需将函数里的运算符重载 return 0; }
三，类模板
1.类模板的概念
与函数模板的概念相类似，有时有两个类或多个类的功能是大体相同的，仅仅因为数据类型不一样，于是乎c++提供了函数模板近似的类模板，用于实现所需数据的类型参数化。
2.类模板定义方式
类模板定义方式如下：
//类模板 //这里的类型就不用typename，为了区分模板，这里就用class表示类 template<class T1, class T2> class Data { private: T1 a; T2 b; public: Data(){} Data(T1 a, T2 b) { this->a = a; this->b = b; } void showData() { cout<<a<<" "<<b<<endl; } };
对于类模板，在实例化对象时，不能自动推导类型：
int main() { //不能这样定义 //Data obj(10,20); //在实例化对象时，是无法自动推导出类中数据类型，需要标明 Data<int,int >obj(10, 20); obj.showData(); return 0; }
3.类模板的成员函数在类外实现
若成员函数在类外实现，则需要注意其类模板的作用域是只在类中的，而成员函数在类外定义时就需要重新在成员函数前定义类模板。
//类模板 template<class T1, class T2> class Data { private: T1 a; T2 b; public: Data(){} Data(T1 a, T2 b); void showData(); }; template<class T1, class T2>Data<T1,T2>::Data(T1 a, T2 b) { this->a = a; this->b = b; } template<class T1, class T2>void Data<T1,T2>::showData() { cout<<a<<" "<<b<<endl; }
4.函数模板作为类模板的友元
函数可以作为类的友元函数，那么函数模板亦可作为类模板中友元函数模板
template<class T1, class T2>class Data { template<typename T3, typename T4>friend void myPrintData(Data<T3, T4>& ob);//声明为友元 private: T1 a; T2 b; public: Data() {} Data(T1 a, T2 b) { this->a = a; this->b = b; } }; //函数模板 template<typename T3, typename T4> void myPrintData(Data<T3, T4>& ob) { cout << ob.a << " " << ob.b << endl; } int main() { Data<int, char> ob1(100, 'A'); myPrintData(ob1); }
在函数模板定义中我们可以看到其参数为类，而我们这里是类模板，故参数是需要实例化类的对象，其次需要引用代表对对象的操作。
其次还需要注意设置友元时，其中的template虚拟的类型也需要紧跟。
其中类中的数据类型在这里是所定义的类模板的类型。
5.在写程序时模板的头文件与源文件分离时的问题。
头文件定义类模板.
源文件中实现类中的成员函数（注意需加上数据类型）。如：
template<class T1,class T2> Data<T1,T2>::Data() { .... };
其次在主函数文件实例化对象时进行两次编译，第一次编译在预处理阶段，在头文件，编译类或函数本身，第二次编译在源文件中推导类型或指明类型，可是此时之前第一次编译类中的数据以及成员函数找不到了，第二次无法调用无法具体化并实现函数。
记得包含上源文件主函数才会通过。
