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1、概论

编程范式：面向过程编程、面向对象编程、泛型编程。

泛型编程：目的是编写能够适合多种数据类型的代码，而不是为每种特定的数据类型编写重复的代码。

模板是实现泛型的主要工具，主要分为函数模板和类模板。

函数模板：

T代表了任意类型。

类模板：

ATL是泛型编程的典型应用。

2、函数模板

2.1 定义和调用

#include <iostream>
using namespace std;// 函数模板
/*
template<typename T>
函数的定义
*/int addInt(int a, int b) {int c = a + b;return c;
}double addDouble(double a, double b) {double c = a + b;return c;
}//提取“公因式”
template<typename T>//加之后 T就可用
T add(T a, T b) {T c = a + b;return c;
}int main() {int a = 1, b = 2;int c = addInt(a, b);cout << c << endl;//3double aa = 1.1, bb = 1.91;double cc = addDouble(aa, bb);cout << cc << endl;//3.01c = add(a, b);//自动类型的推导cout << c << endl;//3cc = add(aa, bb);cout << cc << endl;//3.01//显示指定类型c=add<int>(a, b);cout << c << endl;cc = add<double>(aa, bb);cout << cc << endl;//3.01int n = add<char>('a', 'b');cout<<n <<endl;//值为-61？return 0;
}

2.2 与普通函数的区别

#include <iostream>
using namespace std;int addInt(int a, int b) {int c = a + b;return c;
}double addDouble(double a, double b) {double c = a + b;return c;
}
//
template<typename T>
T add(T a, T b) {T c = a + b;return c;
}int main() {int a = 1, b = 2;double d = 2.1;double c = addDouble(a, b);//隐式类型转换，a/b转换为doublecout << c << endl;//int c = add(a, d);  错误： d是double 所以 T变成int又变成double 不可以//cout << c << endl;  //自动类型推导无隐式类型转换// 函数模板的  【显式指定类型】 调用时的 【隐式类型转换】int c1 = add<int>(a, d);c1 = add<double>(a, d);return 0;
}

2.3与普通函数的调用规则

#include <iostream>
using namespace std;int add(int a, int b) {cout << "调用普通函数" << endl;return a + b;
}template<typename T>
T add(T a, T b) {cout << "调用函数模板" << endl;return a + b;
}int main() {int a = 1, b = 2;add(a, b);//优先调用普通函数//输出：调用普通函数add<int>(a, b);//调用函数模板add<>(a, b);return 0;
}

函数模板的优先调用：

#include <iostream>
using namespace std;int add(int a, int b) {cout << "调用普通函数" << endl;int c = a + b;return c;
}template<typename T>
T add(T a, T b) {cout << "调用函数模板" << endl;T c = a + b;return c;
}int main() {double a = 1, b = 2;add(a, b);//普通函数未完美匹配，编译器选择函数模板return 0;
}

2.4 多参数函数被模板

#include <iostream>
using namespace std;//template<typename T1, typename T2, typename T3>
//T1 add(T2 a, T3 b) {
//    cout << typeid(T2).name() << endl;//返回值类型无法作为推导依据
//    cout << typeid(T3).name() << endl;
//    T1 c = a + b;
//    return c;
//}template<typename T2, typename T3>
T2 add(T2 a, T3 b) {cout << typeid(T2).name() << endl;//类型？  floatcout << typeid(T3).name() << endl;//__int64T2 c = a + b;return c;
}int main() {double r = add(4.0f, 8881281881);return 0;
}
/*
1、函数模板支持多个类型参数
2、一旦有类型不能推导，就会导致编译失败
3、返回值类型无法作为推导依据
*/

3、类模板

3.1 动态数组类

#include <iostream>
using namespace std;class DynamicArray {
private:int* elements;int size;
public:DynamicArray(int n) : size(n) {elements = new int[n];//动态内存申请}~DynamicArray() {delete[] elements;//会导致内存泄露，所以要销毁}int& operator[](int index) {  //[]的运算符重载return elements[index];  //返回引用，才可以赋值}
};int main() {int n = 10;// int a[n];错误int* p = new int[n];//实现DynamicArray da(100);da[1] = 3;//运算符重载da[9] = 4;cout << da[0] << ' ' << da[1] << endl;//-842150451 3return 0;
}

3.2 类模板的定义

#include <iostream>
using namespace std;//template<typename T>都可以
template<class T>
class DynamicArray {
private:T* elements;int size;
public:DynamicArray(int n) : size(n) {elements = new T[size];}~DynamicArray() {delete[] elements;}T& operator[](int index) {return elements[index];}
};int main() {//int n = 10;//int a[n];//int* p = new int[n];//实现类模板,代码的复用DynamicArray<double> da(100);//类模板实例化da[1] = 3.1;da[9] = 4.2;cout << da[0] << ' ' << da[9] << endl;//-6.27744e+66 4.2DynamicArray<char> dac(10);dac[0] = 'A';dac[1] = 'C';dac[2] = 'M';cout << dac[0] << dac[1] << dac[2] << endl;//ACMreturn 0;
}

3.3 成员函数

类内定义：

#include <iostream>
using namespace std;template<class T>
class DynamicArray {
private:T* elements;int size;
public:DynamicArray(int n) ； size(n) {elements = new T[n];}~DynamicArray() {delete[] elements;}T& operator[](int index) {  //return elements[index];}// 更新第 index 个索引的元素，把它的值改成 valuevoid update(int index, T value) {  //类模板的成员函数elements[index] = value;}
};int main() {DynamicArray<char> dac(100);dac[56] = 'h';dac.update(56, 'u');cout << dac[56] << endl;//ureturn 0;
}

类外定义：

#include <iostream>
using namespace std;template<class T>
class DynamicArray {
private:T* elements;int size;
public:DynamicArray(int n);~DynamicArray();T& operator[](int index);void update(int index, T value);// 更新第 index 个索引的元素，把它的值改成 value
};//类外定义成员函数
template<class T>//必加
DynamicArray<T>::DynamicArray(int n):size(n) {elements = new T[n];
}template<class T>//必加
DynamicArray<T>::~DynamicArray(){delete[] elements;
}template<class T>//必加
T& DynamicArray<T>::operator[](int index) {  //return elements[index];
}template<class T>//必加
void DynamicArray<T>::update(int index, T value) {  //类模板的成员函数elements[index] = value;
}int main() {DynamicArray<char> dac(100);dac[56] = 'h';dac.update(56, 'u');cout << dac[56] << endl;//ureturn 0;
}

创建时机：

#include <iostream>using namespace std;class Player {
public:void run() {cout << "跑步" << endl;}
};class Ball {
public:void drop() {cout << "下落" << endl;}
};template<class T>//类模板
class Test {T obj;
public:void move1() {//普通成员是在一开始就创建了，但类模板的obj.run();//成员函数会在调用时才创建}void move2() {obj.drop();}
};int main() {Test<Player> test1;test1.move1();//test1.move2()"drop": 不是 "Player" 的成员	类模板	Test<Ball> test2;// test2.move1();test2.move2();return 0;
}

3.4 类模板对象的函数传参

#include <iostream>
using namespace std;template<class NameType, class HpType>
class Hero {
public:Hero(NameType name, HpType hp) {this->m_name = name;this->m_hp = hp;}
private:NameType m_name;HpType m_hp;
};// 1、直接指定类型
void test1(Hero<string, double>& h) {}// 2、参数模板化
template<typename T1, typename T2>
void test2(Hero<T1, T2>& h) {}// 3、类模板化
template<typename T>
void test3(T& h) {}int main() {Hero<string, double> h("宋江", 100.0);test1(h);test2(h);test3(h);return 0;
} 

3.5继承

#include <iostream>
using namespace std;template<class NameType, class HpType>
class Hero {
public:Hero(NameType name, HpType hp) {this->m_name = name;this->m_hp = hp;}
private:NameType m_name;HpType m_hp;
};template<class T1, class T2, class T3>
class HeroSon : public Hero<T1, T2> {T3 a;
};int main() {return 0;
}