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。
1.隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
   
    cout << left << "+" << right << "=" << left + right << endl;
    return left + right;
}
int main()
{
   
    int a1 = 10, a2 = 20;
    double d1 = 10.1, d2 = 20.2;
    Add(a1, a2);
    Add(d1, d2);
    cout << endl;
    /*
    Add(a1, d1);
    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
    // 用户自己强转
    Add(a1, (int)d1);
    // 显示实例化
    Add<double>(a1, d1);
    return 0;
};

上述代码的重点是，Add(a1,d1);无法编译运行。

注：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。

1. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型
   ```cpp

   include

   using namespace std;

template
T Add(const T& left, const T& right)
{
cout << left << "+" << right << "=" << left + right << endl;
return left + right;
}

int main(void)
{
int a = 10;
double b = 20.2;
// 显式实例化
Add(a, b);
Add(a, b);
return 0;
}

> 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**。
### 模板参数的匹配原则

 **1.** 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**
```cpp
// 专门处理int的加法函数
int Add(int left, int right)
{
    cout << "Add(int left, int right)" << endl;
    return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T>
T Add(T left, T right)
{
    cout << "Add(T left, T right)" << endl;
    return left + right;
}
void Test()
{
    Add(1, 2); // 与非模板函数匹配，编译器不需要特化
    Add<int>(1, 2); // 调用编译器特化的Add版本
}

2. 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 left, int right)
{
   
    cout << "Add(int left, int right)" << endl;
    return left + right;
}
// 通用加法函数
template<class T1, class T2>
T1 Add(T1 left, T2 right)
{
   
    cout << "Add(T1 left, T2 right)" << endl;
    return left + right;
}
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
}

3. 模板函数不允许自动类型转换，但普通函数可以进行自动类型转换

可以简单总结一下以上三点，也就是模板函数和普通函数的调用顺序规则：

1. 如果两者都有，优先匹配普通函数+参数类型匹配
2. 没有对应类型普通函数，优先函数模板+参数类型匹配
3. 只有一个，类型转换一下能用，也可匹配调用

总的来说，就是编译器会根据实参尽量匹配和生成更加合适的函数。

类模板

概念及简单使用

概念：其实同函数模板极其相似，也是起着一个 “蓝图” 的作用。类模板允许你编写一个通用的类，该类可以处理多种数据类型的成员。在类模板的定义中，同样使用类型参数来表示数据类型，并在类成员中使用这些类型参数。在创建类模板的实例时，需要指定类型参数的具体类型。

类模板的格式：
template
class 类模板名
{
// 类内成员定义
};

这时可以简单的用类写一个动态的顺序表结构，用上咱们的类模板：

template<class T>
class Vector
{
   
public:
    Vector(size_t capacity = 10)
        : _pData(new T[capacity])
        , _size(0)
        , _capacity(capacity)
    {
   }
    // 使用析构函数演示：在类中声明，在类外定义。
    ~Vector();
    void PushBack(const T& data)；
        void PopBack()；
        // ...
        size_t Size() {
    return _size; }
    T& operator[](size_t pos)
    {
   
    assert(pos < _size);
    return _pData[pos];
    }
private:
    T* _pData;
    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;
}

这时候我们用模板写的类并不是一个确切的类，而是一个类的模具，我们可以用这个顺序表模具去实例化可以存放不同数据的类，通过实例化出来的类就可以创建所需要的对象了。

注：在使用类模板时，不建议声明和定义分离到.h和.cpp两个文件中，而是统一放到.h文件中，否则容易出现链接错误，具体原因会在模板进阶中讲到。

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。 相当于类模板只能通过显示实例化。

// Vector类名，Vector<int>和Vector<double>才是类型
Vector<int> s1;// 示例化出存放整型的对象s1
Vector<double> s2;// 示例化出存放浮点型的对象s2

上述示例化出来的结果中，s1是一个可以存放整型数据的顺序表对象，同时s2是一个可以存放浮点型数据的顺序表对象。

结语

本篇博客主要介绍了模板，从C语言提供Swap功能的缺陷引入，提供了解决代码冗余和可维护性的解决方案——模板。模板分为函数模板和类模板，函数模板允许你编写一个通用的函数，该函数可以处理多种数据类型的参数。类模板允许你编写一个通用的类，该类可以处理多种数据类型的成员。同时还讲到了两种模板的定义和实例化方式，显示实例化和隐式实例化，类模板只能显示实例化。
博主后续还会产出更多有意思的内容，感谢大家的支持！♥