C++ 模板与泛型编程

为了能更方便的使用STL模板库，先行了解模板与泛型编程的语法和思想

​ 模板就是泛型编程，为了编写更加通用的程序代码，实现算法与类分离————>代码复用

也即编写更加抽象的类和函数。

template
返回值类型 函数名(参数列表){
    函数体;
}
//template是模板关键字<模板类型参数>
//typename可以用class替换;
//模板类型参数可以有很多，不是具体的类型
//每一个模板参数都需要用", "隔开

• 实例化后变为模板函数：函数模板需要用具体的类型实例化
  • 使用：函数模板名<类型参数列表> (实参列表)

• 某些支持自动类型推导

  • 使用时传递了实参，根据实参类型进行推导，

    但有些情况可能产生二义性，此时需要提供<类型参数>

• 某些不支持

  template
  void func(){//模板没有参数列表
  	cout << typeid(T).name() << endl;
  	cout << CAP << endl;
  }
  
  
  int main(int argc,char *argv[]){
  	func();//没有实例化类型
      return 0;
  }
  

  • 模板没有参数列表
  • 多种类型
  • 没有实例化类型

针对某些特殊的类型（C风格的字符串），通用的模板可能不适用

需要针对该类型写一个特化的函数(但此前须有通用版本才能称为特化)

template<> 返回值类型 函数名(参数列表){
    函数体;
}

//c++11
template
int compare(const char (&p1)[N],const char (&p2)[M]){
	cout << N << "," << M << endl;
	return strcmp(p1,p2);
}

int main(int argc,char *argv[]){
	int ret = compare("Hello","hi");
	cout << ret << endl;
	int a = 6,b = 3;
	compare<6,3>("Hello","hi");
	//compare("Hello","hi");
	const int x = 6, y = 3;
	compare("Hello","hi");
	char s1[] = "Hello";
	char s2[] = "hi";
	const int m = strlen(s1)+1,n = strlen(s2)+1;
	//compare("Hello","hi");
    return 0;
}

在对非类型模板参数实例化时，只能用常量或者常量表达式

当编译器遇到一个模板定义时， 它并不生成代码，只有当实例化出模板的一个特定版本时， 编译器才会生成代码，所以模板会二次编译，一次编译检查模板本身的语法， 第二次是模板实例化后，生成特定的版本和类进行编译

在多文件编程中，函数和类的声名放在头文件中，函数和类的实现放在文件中.cpp

但是模板的声名和定义是不能放在不同的文件中，因为如果只包含声名，在实例化时，将无法得到模板的定义，所以模板编程中会把模板的声名和定义直接放在头文件中

1. 编译模板代码，针对模板本身进行语法检查，需要代码满足模板规则

2. 使用模板实例时，检查实例化时模板参数的个数是否相等 ，类型是否匹配

3. 模板实例化，根据模板用具体的实例化，生成具体的模板函数或者模板类

   • 再次编译模板函数和模板类，进行语法检查，之哦于在这个阶段才能发现类类型的问题（如：不支持的类型，没有连接到函数）

如果普通函数和模板函数除了函数体外完全一致时， 会优先调用普通函数，如果像调用函数模板，则需要显示类型实例化，函数模板中针对类型特化的版本，则调用特化的版本。

template
void func(T a){}
tmeplate<>
void func(int a){}
void func(int a){}

func(10);//普通
func(10);//特化
func('a');//通用

template
auto maxarr(T beg, T end)->decltype(*beg){
    
}

#include 
#include 
using namespace std;
//通用的类模板
template
class Compare{
public:
	Compare(const T& a,const T& b):a(a),b(b){
		cout << "通用版本" << endl;	
	}

	T max(void){
		return a
		return a
		return a;
	}
	T getSecond(){
		return b;
	}
private:
	T a;
	T b;
};
//成员特化
template<> char* Compare::max(){
	cout << "成员特化" << endl;
	return strcmp(a,b)<0?b:a;
}

template<> char *Compare::min(){
	cout << "成员特化" << endl;
	return strcmp(a,b)<0?a:b;
}


//全员特化版本
template<>
class Compare{
public:
	Compare(const char * const & a,const char * const & b):a(a),b(b){
		cout << "特化" << endl;	
	}
	const char *max(void){
		return strcmp(a,b)<0?b:a;
	}
	const char *min(void){
		return strcmp(a,b)<0?a:b;
	}
	const char *getFirst(){
		return a;
	}
	const char *getSecond(){
		return b;
	}
private:
	const char *a;
	const char *b;
};

int main(int argc,char *argv[]){
	Compare c(1,3);//无法进行隐式类型推导
	cout << c.max() << endl;
	cout << c.min() << endl;
	Compare c1("Hello","hello");
	cout << c1.max() << endl;
	cout << c1.min() << endl;
	char s1[10] = "hello";
	char s2[10] = "Hello";
	Compare c2(s1,s2);
	cout << c2.max() << endl;
	cout << c2.min() << endl;
    return 0;
}

• 类模板无法进行自动类型推导

• 类所有的属性和方法重写

  template<>
  class 类模板名<特化的类型>{
      
  }
  

• 只针对几个函数特化

  template<>返回值类型 类模板名<特化的类型>::成员方法名(参数列表){
      
  }
  

#include 
using namespace std;

template
class C{
public:
	C(){
		cout << "T" << endl;
	}
};
//针对数组的偏特化
template
class C{
public:
	C(){
		cout << "T[]" << endl;
	}
};
//针对指针的偏特化
template
class C{
public:
	C(){
		cout << "T*" << endl;
	}
};

template
class A{
public:
	A(){
		cout << "T1,T2,T3" << endl;
	}				
};

template
class A{
public:
	A(){
		cout << "T1,T2,T2" << endl;
	}
};

template
class A{
public:
	A(){
		cout << "T1,T1,T1" << endl;
	}
};

template
class A{
public:
	A(){
		cout << "T1,T2[],T2[]" << endl;
	}
};

template
class A{//针对指针的偏特化
public:
	A(){
		cout << "T1*,T1*,T1*" << endl;
	}	
};

template
class A{//针对三个类型相同情况下的偏特化
public:
	A(){
		cout << "T1[],T1[],T1[]" << endl;
	}	
};


int main(int argc,char *argv[]){
	C c1;
	C c2;
	C c3;
	A a1;
	A a2;
	A a3;
	A a4;
	A a5;
	A a6;
    return 0;
}

• 针对指针或者数组类型的偏特化，或者针对类型本身特殊情况的特化
• 在实例化时会选择特化程度更高的实例化

非类型参数在实例化时必须是常量或者常量表达式

缺省模板参数需要满足靠右原则

函数模板在C++11以后也允许有模板缺省参数

void func(){
    
}

template
void func(const T& t,const Args& ...args){
    //cout << t << " "　<< endl;
    func(args...);//func()
}

template
class X{
    template
    void emplace(iterator pos,Args&& ...args){
        
    }
};