模板是将具有相似性的类和函数归纳起来构成一个类族或函数族，它可是程序具有通用性。模板分为类模板和函数模板。

（一）函数模板

一般定义形式

模板函数重载

函数模板参数

带有多类型参数的函数模板

（二）类模板

类模板的使用

（一）函数模板

int max(int a,int b);
float max(float a,float b);
double max(double a,double b);

如上这三个重载函数，他们的操作相同，都是求两个数中的最大值。为了避免逐个定义重载函数的繁琐编程，由于函数模板使用通用数据类型定义函数，因此使用函数模板完成这项工作更为简洁和方便。

一般定义形式

template<class T(类型参数表)>        //template函数模板关键字；T为通用数据类型
返回类型 FunctionName(数据参数表)     //FunctionName函数模板名
{函数模板定义体;                  //接上，T可为基本数据类型或类类型，需加前缀class和typename
}

例如对之前的三个重载函数进行模板化，为：

template<class T>
T max(T a,T b)
{return a>b?a:b;    //T作为返回类型和参数类型
}

函数模板只是函数的描述，表示它每次能单独处理类型形参表中说明的数据类型。它不是一个实实在在的函数，是以具体类型为实参来生成函数体的模板，编译系统不为其产生任何执行代码。使用函数模板可以根据特定的数据类型，产生一个该模板的实例，该函数可以像普通函数一样调用。

#include <iostream>using namespace std;template<class T>
T abs(T n)
{return (n<0)?-n:n;
}int main()
{int int1 = 5;int int2 = -6;long lon1 = 70000L;long lon2 = -80000L;double dub1 = 9.95;double dub2 = -10.15;//模板函数的实例化cout<<"\nabs("<<int1<<")="<<abs(int1);      //abs<int>cout<<"\nabs("<<int2<<")="<<abs(int2);     //abs<int>cout<<"\nabs("<<lon1<<")="<<abs(lon1);     //abs<long>cout<<"\nabs("<<lon2<<")="<<abs(lon2);        //abs<long>cout<<"\nabs("<<dub1<<")="<<abs(dub1);        //abs<double>cout<<"\nabs("<<dub2<<")="<<abs(dub2);      //abs<double>cout<<endl;return 0;
}结果
abs(5)=5
abs(-6)=6
abs(70000)=70000
abs(-80000)=80000
abs(9.95)=9.95
abs(-10.15)=10.15
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模板函数重载

在编译程序时，输入参数的类型与重载函数的参数类型隐式转换后一致时，调用重载函数，否则调用模板函数（由于博客和书的结论不太一样，并且不知道该听谁的，于是。。。自己总结了）。

#include<iostream>
using namespace std;template<typename T>
T Max(T a, T b) {cout << "\nT Max(T a,T b)" << endl;return a > b ? a : b;
}int Max(int a, int b) {cout << "\nint Max(int a,int b)" << endl;return a > b ? a : b;
}template<typename T>
T Max(T a, T b,T c) {cout << "\nT Max(T a,T b,T c)" << endl;return Max(Max(a, b), c);
}
int main() {int a = 1;int b = 2;cout << Max(a, b) << endl;           //当函数模板和普通函数模板都符合时，优先选择普通函数cout << Max<>(a, b) << endl;         //若显示使用函数模板，则使用<>类型列表cout << Max(3.0, 4.0) << endl;       //如果函数模板可以产生一个更好的匹配，则选择模板cout << Max(5.0, 6.0, 7.0) << endl;  //重载cout << Max('a', 100) << endl;       //调用普通函数可以隐式类型转换return 0;
}结果
int Max(int a,int b)
2T Max(T a,T b)
2T Max(T a,T b)
4T Max(T a,T b,T c)T Max(T a,T b)T Max(T a,T b)
7int Max(int a,int b)
100
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函数模板参数

函数模板中的数据形参分为：

（1）引用型参数：可提高参数传递效率。

一般引用型参数：template<class T>T max(T &a,T &b); 函数执行过程中，其数据形参的改变会影响数据实参的改变。
常量引用型参数：template<class T>T max(const T &a,const T &b); 引用型参数前用 const 限定，最常使用（考虑参数传递效率和安全性）。

（2）非引用型参数： template<class T>T max(T a,T b);

带有多类型参数的函数模板

形式如下：

template<class T1,class T2,class T3...>
[return-type] function_name(T1 param1,T2 param2...);
//return-type 为返回类型，既可以是一个具体的类型，也可以是 T1、T2中的通用数据类型。Template<class TRetun, class TArg>
TRetun max(TArg a,TArg b)
{return a > b ? a : b;
}

#include <iostream>using namespace std;template<class T1, class T2> void display(T1 x,T2 y)
{cout<<x<<" "<<y<<endl;
}int main()
{char c = 'A';char str[] = "This is a test";int n = 10;float x = 1.5;double z = 3.1415926;//两个参数类型相同display(c, char(c + 2));display(str, str);display(n, 2 * n);display(x, 2 * x);display(z, 2 * z);cout<<"------------------------"<<endl;//两个参数类型不同display(c, str);display(str, c);display(n, str);display(str, 2 * x);display(z, n);return 0;
}结果
A C
This is a test This is a test
10 20
1.5 3
3.14159 6.28319
------------------------
A This is a test
This is a test A
10 This is a test
This is a test 3
3.14159 10
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（二）类模板

使用模板生成对象时自动创建该模板的一个实例——模板类，也可以显式声明模板类。模板类主要用于容器类，这些类可以包含以特定方式组织起来的给定类型的对象集。例如数组、堆栈、链表，他们所使用的存储方式独立于操作对象的类型。类模板提供的工具，可以定义存储任意类型的对象的容器，模板的参数可用于指定容器存储的对象类型。

类模板定义及实现的一般形式如下：

template<类型形式参数表> class className
{//类声明体
};
template<类型形式参数表>
返回类型className<类型名表>::MemberFuncName1(形式参数表)
{//成员函数定义体
}
...
template<类型形式参数表>
返回类型className<类型名表>::MemberFuncNameN(形式参数表)
{//成员函数定义体
}

定义和实现一个单向链表的模板类：

//list.h
#include <iostream>
using namespace std;template<class T> class List
{
public:List();void Add(T&);                 //添加结点void Remove(T&);              //删除结点T* Find(T&);                  //查找结点void PrintList();             //打印链表~List();
protected:struct Node                       //结构结点{Node* pNext;T* pT;};Node *pFirst;                    //链首节点指针
};template<class T>List<T>::List()
{pFirst = 0;
}template<class T> void List<T>::Add(T& t)  //头插法
{Node* temp = new Node;            //从堆空间中申请一个结点temp->pT = &t;                 //将T对象挂载在这个节点上temp->pNext = pFirst;         //将该结点指向链首的结点pFirst = temp;                    //将该节点成为链首
}template<class T> void List<T>::Remove(T& t)
{Node* q = 0;                  //用来点位待删除的结点if(*(pFirst->pT)==t)           //T类中==需有定义{q = pFirst;pFirst = pFirst -> pNext; //带删除结点在链首时的脱链}else{for(Node* p = pFirst; p -> pNext; p = p -> pNext){if(*(p -> pNext -> pT) == t){q = p -> pNext;p -> pNext = q -> pNext;   break;}}}if(q){delete q -> pT;               //删除节点上的T类对象delete q;                   //删除结点}
}template<class T> T* List<T>::Find(T& t)
{for(Node* p = pFirst; p; p = p -> pNext)if(*(p -> pT) == t)return p -> pT;return 0;
}template<class T> void List<T>::PrintList()
{for(Node* p = pFirst; p; p = p -> pNext)cout<<*(p -> pT)<<" ";cout<<endl;
}template<class T> List<T>::~List()
{Node *p;while( p = pFirst ){pFirst = pFirst -> pNext;delete p -> pT;delete p;}pFirst = 0;
}

类模板的使用

类模板实例创建方式

className<类型实参表> object;

使用实例

// singleList.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "list.h"
using namespace std;int main()
{//创建模板类List<float>和该对象List<float> floatList;//创建和遍历浮点链表for(int i = 1; i < 7; i ++)floatList.Add(*new float(i + 0.6));floatList.PrintList();//查找并删除结点float b = 3.6;float* pa = floatList.Find(b);if(pa)floatList.Remove(*pa);floatList.PrintList();return 0;
}结果
6.6 5.6 4.6 3.6 2.6 1.6
6.6 5.6 4.6 2.6 1.6
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