讨论关于C++当中的模板实现（上）

    C++ 当中的模板，通常作为处理由于参数类型不同，而引入的代码冗余情况。

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    首先，我们讨论的是函数模板。

要讨论这个问题，我们先讨论如果实现一个通用的加法函数，该怎样去做？

    方法一 ：使用C++当中的函数重载

int ADD(const int num1, const int num2)
{
 return (num1+num2);
}
double ADD(const double num1, const double num2)
{
 return (num1 + num2);
}
int main()
{
 cout << ADD(1,2) << endl;
 cout << ADD(1.2,3.4) << endl;
 system("pause");
 return 0;
}

    关于这种方法，虽然可以实现功能，但不得不说，属于最老实的做法，代码的复用率完全没有体现，而且，在只有返回值类型不相同的情况下，重载是不能够解决这类问题。代码维护起来，也是相当麻烦。

    方法二：利用C++当中的继承实现

    采用公共基类的方法解决这个问题，要求每实现一个类，都要特定继承某一个类，代码维护起来更加繁琐

    方法三：宏定义define 解决

    宏定义在定义时是不需要考虑类型的，表面上看起来可以实现这一功能，这一点完全继承自C语言。代码如下

#define ADD(a,b) ((a)+(b))

int main()

{

 cout << ADD(1, 2) << endl;

 cout << ADD(1.2, 3.4) << endl;

 system("pause");

 return 0;

}

    方便的同时，引入了另一个问题。宏定义是在预处理过程中就完成的，是不对传入期中的参数进行合法性检查的，一定程度上，我们可以说，这种方法是不安全的。

    讨论了这么多，突然想起了在C语言中有这么一个函数，功能是可以排序任何类型的数组，当初自己在实现库函数的时候，曾经实现过这个函数，还做了一张图，如下：

由于没什么经验当初做这张图的时候，还是费了些功夫。关于这个函数的实现，可以在电脑里查一下专家的实现方法，这里我就不多介绍了，毕竟C++当中有着更加方便的工具---------->模板。

在这里先引入一个概念，范性编程，即编写与类型无关的逻辑代码，是代码复用的一种手段

    现在进入正题。认识模板之前，首先要提几个关键字：

      Point1：                                              template         typename       class

    其中typename与class的使用，在这里是完全相同的，而且class在模板当中也并不是定义类的。注意，在这里，不可以用struct代替class，同样，我们更加推荐用typename

现在来看具体的使用方法。首先定义一个函数模板。

template 
T ADD(T a, T b)
{
 return (a + b);
}
int main()
{
 cout << ADD(1, 2) << endl;
 cout << ADD(1.2, 3.4) << endl;
 system("pause");
 return 0;
}

    T在这里是我们定义的一种类型。通过函数模板定义出来的函数，我们把它叫做模板函数，在编译过程中，如果我们只定义了函数模板，而没有定义模板函数，计算机是不会产生多余的代码数据，或者说，计算机不知道要产生什么样类型的代码数据。

Point2：

    同时，我们也可以在使用函数模板定义模板函数时通过""指定参数类型，比如

 cout << ADD(1, 2) << endl;

    值得注意的是，如果不指定参数类型，系统将根据你传入的变量，选择默认的参数类型。但是，如果没有参数，或者传入的参数并不是一个类型的话<参照next point>，需要自己声明，编译器无法自动给出。

Point3：

    除了参数类型可以作为模板参数外，变量也可作为模板参数，实现代码如下：

template 
void display()
{
 for (int i = 0; i < size; i++)
 {
  cout << i << endl;
 }
}
int main()
{
 display<10>();
 system("pause");
 return 0;
}

千万不要忘记在使用时，对变量进行声明。定义模板时，此时参数前不需要加class或者typename，而需要加上该变量的类型。

Point4：

    模板支持多参数模板，定义函数模板时，每个类型参数前的typename或者class，以及变量的类型均不可省略。可以自己编码尝试。

Point5:

    函数模板与重载。

template 

void display(T a)

{

 cout << a << endl;

}

template 

void display(T a,T b)

{

 cout << a << endl;

}

template //每个函数模板之前都需要添加template语句

void display(T a)

{

 cout << a << endl;

}

    在我们定义函数模板的时候，各函数模板之间并不构成重载，因为此时，并没有在内存中产生代码量，而是在我们使用这些函数模板定义函数的时候，定义产生的函数彼此之间构成重载。

除了函数之外，类也有着模板------->类模板

    为什么要有类模板呢？和函数模板一样，同样是为了处理相同代码类型不同的情况。类模板代码如下：

template 
class Data
{
public:
 Data(T d) :_data(d)
 {
 }
 void display()
 {
  cout << _data << endl;
 }
protected:
 T _data;
};
int main()
{
 Data d(2);
 d.display();
 system("pause");
 return 0;
}

关于类外定义成员函数的方法：

template 

class Data

{

public:

 Data(T d) :_data(d)

 {

 }

 void display();

protected:

 T _data;

};

void Data::display()

{

 cout << _data << endl;

}

当然，我现在用的是单文件的定义，如果要在多文件环境下进行定义成员函数，需要在每个函数之前都加上"template<>"，注意 ，是每个!!!

定义函数时，除了注意这个之外，还有需要注意的是要加上""，不管是定义模板函数还是实例化对象！否则编译失败。

当然，类模板也支持多参数，定义函数及实例化对象是，所有参数类型都需要注明。

注：受IDE环境与相关标准的限制，vs2005,vs2008,vs2010编译器下，模板代码不能分离编译，即模板的.h文件与.cpp文件不能分开进行编译，换句话说，就是无法写成.h文件与.cpp文件声明和定义分开这种情况。必须将所有代码都写入.h文件，通过include""进行引用

这里只介绍了关于模板的一些基本用法，其他需要注意的，将在下篇统一整理