本阶段主要针对C++ 泛型编程 和 STL 技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用。

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性。

特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架。
• 模板的通用并不是万能的。

• C++另一种编程思想称为 泛型编程，主要利用的技术就是模板。
• C++提供两种模板机制：函数模板 和 类模板。

作用： 建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

• template — 声明创建模板
• typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
• T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

// 交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
// 交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
// 利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
 
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
 
	// 利用模板实现交换
	// 1、自动类型推导
	mySwap(a, b);
 
	// 2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template
• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用。
• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用。

示例：

template<class T>
void mySwap(T& a, T& b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
 
void test01() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';
 
    mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
    // mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}
 
template<class T>
void func() {
    cout << "func 调用" << endl;
}
 
void test02() {
    // func(); // 错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
    func<int>(); // 利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

案例描述：

• 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序。
• 排序规则从大到小，排序算法为选择排序。
• 分别利用char数组和int数组进行测试。

template<class T>
void mySwap(T& a, T& b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
 
template<class T>
void mySort(T arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        int max = i; // 最大数的下标
        for (int j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[max] < arr[j]) {
                max = j;
            }
        }
        if (max != i) {
            mySwap(arr[max], arr[i]);
        }
    }
}

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）。
• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换。
• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换。

总结： 建议使用显示指定类型的方式调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T。

1. 1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数。
2. 2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板。

myPrint<>(a, b);

1. 3. 函数模板也可以发生重载。
2. 4. 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板。

总结： 既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性。

局限性： 模板的通用性并不是万能的。 例如：如果传入的 `a` 和 `b` 是数组，无法赋值；如果 `T` 是自定义数据类型（如 Person），无法比较大小。

解决方案： C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板。

示例：

class Person {
public:
    Person(string name, int age) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
 
// 普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b) {
    if (a == b) { return true; }
    else { return false; }
}
 
// 具体化，显示具体化的原型和定义以template<>开头，并通过名称来指出类型
// 具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2) {
    if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

类模板作用： 建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
类

示例：

template<class NameType, class AgeType>
class Person {
public:
    Person(NameType name, AgeType age) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    NameType m_Name;
    AgeType m_Age;
};
 
void test01() {
    Person<string, int> p1("孙悟空", 999);
}

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式 (只能用显示指定类型)。
2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数。

// 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person { ... };
 
void test02() {
    // 类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
    Person<string> p("猪八戒", 999); 
}

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建。
• 类模板中的成员函数在调用时才创建。

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式，一共有三种：

1. 指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型 (最常用)
2. 参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
3. 整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型。
• 如果不指定，编译器无法给子类分配内存。
• 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板。

示例：

template<class T>
class Base {
    T m;
};
 
// class Son:public Base // 错误，必须知道父类中T的类型
class Son : public Base<int> // 必须指定一个类型
{ };
 
// 类模板继承类模板
template<class T1, class T2>
class Son2 : public Base<T2>
{
    T1 obj;
};

学习目标： 能够掌握类模板中的成员函数类外实现。 总结： 类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表。

// 构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
}
 
// 成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
    // ...
}

问题： 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到。

解决：

• 解决方式1： 直接包含 .cpp 源文件。
• 解决方式2： 将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为 .hpp，hpp是约定的名称，并不是强制。 (主流解决方式)

• 全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可。
• 全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在。