1.模板的概念。

我們已經學過過載(Overloading)，對過載函式而言,C++的檢查機制能通過函式引數的不同及所屬類的不同。正確的呼叫過載函式。例如，為求兩個數的最大值，我們定義MAX()函式需要對不同的資料型別分別定義不同過載(Overload)版本。

//函式1.

int max(int x,inty);
{return(x>y)?x:y ;}

//函式2.
float max(float x,floaty){
return (x>y)? x:y ;}

//函式3.
double max(double x,doubley)
{return (c>y)? x:y ;}

但如果在主函式中，我們分別定義了 char a,b; 那麼在執行max(a,b);時 程式就會出錯，因為我們沒有定義char型別的過載版本。

現在，我們再重新審視上述的max()函式，它們都具有同樣的功能，即求兩個數的最大值，能否只寫一套程式碼解決這個問題呢？這樣就會避免因過載函式定義不 全面而帶來的呼叫錯誤。為解決上述問題C++引入模板機制，模板定義：模板就是實現程式碼重用機制的一種工具，它可以實現型別引數化，即把型別定義為引數， 從而實現了真正的程式碼可重用性。模版可以分為兩類，一個是函式模版，另外一個是類模版。

2.函式模板的寫法

函式模板的一般形式如下：

Template <class或者也可以用typenameT>

返回型別 函式名（形參表）
{//函式定義體 }

說明： template是一個宣告模板的關鍵字，表示宣告一個模板關鍵字class不能省略，如果型別形參多餘一個 ，每個形參前都要加class <型別 形參表>可以包含基本資料型別可以包含類型別.

請看以下程式:

//Test.cpp

#include<iostream>

usingstd::cout;

usingstd::endl;

//宣告一個函式模版,用來比較輸入的兩個相同資料型別的引數的大小，class也可以被typename代替，

//T可以被任何字母或者數字代替。

template<classT>

T min(T x,T y)

{return(x<y)?x:y;}

voidmain( )

{

    intn1=2,n2=10;

    doubled1=1.5,d2=5.6;

     cout<<"較小整數:"<<min(n1,n2)<<endl;

     cout<<"較小實數:"<<min(d1,d2)<<endl;

     system("PAUSE");

}

程式執行結果：

程式分析：main()函式中定義了兩個整型變數n1 , n2 兩個雙精度型別變數d1 , d2然後呼叫min( n1, n2); 即例項化函式模板T min(T x, T y)其中Ｔ為int型，求出n1,n2中的最小值．同理呼叫min(d1,d2)時，求出d1,d2中的最小值．

3.類模板的寫法

定義一個類模板：

Template <class或者也可以用typenameT >
class類名｛
／／類定義．．．．．．
｝；

說明：其中，template是宣告各模板的關鍵字，表示宣告一個模板，模板引數可以是一個，也可以是多個。

例如：定義一個類模板：

// ClassTemplate.h
#ifndefClassTemplate_HH

#defineClassTemplate_HH

template<typenameT1,typenameT2>

classmyClass{

private:

     T1 I;

     T2 J;

public:

     myClass(T1 a, T2 b);//Constructor

    voidshow();

};

//這是建構函式

//注意這些格式

template<typenameT1,typenameT2>

myClass<T1,T2>::myClass(T1 a,T2 b):I(a),J(b){}

//這是void show();

template<typenameT1,typenameT2>

voidmyClass<T1,T2>::show()

{

     cout<<"I="<<I<<", J="<<J<<endl;

}

#endif

// Test.cpp

#include<iostream>

#include"ClassTemplate.h"

usingstd::cout;

usingstd::endl;

voidmain()

{

     myClass<int,int> class1(3,5);

     class1.show();

     myClass<int,char> class2(3,'a');

     class2.show();

     myClass<double,int> class3(2.9,10);

     class3.show();

     system("PAUSE");

}

最後結果顯示：

一般來說，非型別模板引數可以是常整數（包括列舉）或者指向外部連結物件的指標。

那麼就是說，浮點數是不行的，指向內部連結物件的指標是不行的。

template<typenameT,intMAXSIZE>

classStack{

Private:

       T elems[MAXSIZE];

…

};

Int main()

{

       Stack<int, 20> int20Stack;

       Stack<int, 40> int40Stack;

…

};

5.使用模板型別

有時模板型別是一個容器或類，要使用該型別下的型別可以直接呼叫，以下是一個可列印STL中順序和鏈的容器的模板函式

template <typename T>
void print(T v)
{
 T::iterator itor;
 for (itor = v.begin(); itor != v.end(); ++itor)
 {
  cout << *itor << " ";
 }
 cout << endl;
}

void main(int argc, char **argv){
 list<int> l;
 l.push_back(1);
 l.push_front(2);
 if(!l.empty())
  print(l);
 vector<int> vec;
 vec.push_back(1);
 vec.push_back(6);
 if(!vec.empty())
  print(vec);
}

列印結果

型別推導的隱式型別轉換
在決定模板引數型別前，編譯器執行下列隱式型別轉換：

  左值變換
  修飾字轉換
  派生類到基類的轉換

  見《C++ Primer》（[注2]，P500）對此主題的完備討論。

簡而言之，編譯器削弱了某些型別屬性，例如我們例子中的引用型別的左值屬性。舉例來說，編譯器用值型別例項化函式模板，而不是用相應的引用型別。

同樣地，它用指標型別例項化函式模板，而不是相應的陣列型別。

它去除const修飾，絕不會用const型別例項化函式模板，總是用相應的非 const型別，不過對於指標來說，指標和 const 指標是不同的型別。

底線是：自動模板引數推導包含型別轉換，並且在編譯器自動決定模板引數時某些型別屬性將丟失。這些型別屬性可以在使用顯式函式模板引數申明時得以保留。

6. 模板的特化
如果我們打算給模板函式（類）的某個特定型別寫一個函式，就需要用到模板的特化，比如我們打算用 long 型別呼叫 max 的時候，返回小的值（原諒我舉了不恰當的例子）：
template<> // 這代表了下面是一個模板函式
long max<long>( long a, long b ) // 對於 vc 來說，這裡的 <long> 是可以省略的
{
  return a > b ? b : a;
}
實際上，所謂特化，就是代替編譯器完成了對指定型別的特化工作，現代的模板庫中，大量的使用了這個技巧。
對於偏特化，則只針對模板型別中部分型別進行特化，如

template<T1, T2>

class MyClass;

template<T1, T2>

class MyCalss<int, T2>//偏特化
7. 仿函式
仿函式這個詞經常會出現在模板庫裡（比如 STL），那麼什麼是仿函式呢？
顧名思義：仿函式就是能像函式一樣工作的東西，請原諒我用東西這樣一個代詞，下面我會慢慢解釋。
void dosome( int i )
這個 dosome 是一個函式，我們可以這樣來使用它： dosome(5);
那麼，有什麼東西可以像這樣工作麼？
答案1：過載了 () 操作符的物件，因此，這裡需要明確兩點：
　　1　仿函式不是函式，它是個類；
　　2　仿函式過載了()運算子，使得它的對你可以像函式那樣子呼叫(程式碼的形式好像是在呼叫比如：
  struct DoSome
  {
  void operator()( int i );
  }
  DoSome dosome;
這裡類(對 C++ 來說，struct 和類是相同的) 過載了 () 操作符，因此它的例項 dosome 可以這樣用 dosome(5); 和上面的函式呼叫一模一樣，不是麼？所以 dosome 就是一個仿函數了。

實際上還有答案2：
  函式指標指向的物件。
  typedef void( *DoSomePtr )( int );
  typedef void( DoSome )( int );
  DoSomePtr *ptr=&func;
  DoSome& dosome=*ptr;
   
  dosome(5); // 這裡又和函式呼叫一模一樣了。
當然，答案3 成員函式指標指向的成員函式就是意料之中的答案了。

8. 仿函式的用處
不管是物件還是函式指標等等，它們都是可以被作為引數傳遞，或者被作為變數儲存的。因此我們就可以把一個仿函式傳遞給一個函式，由這個函式根據需要來呼叫這個仿函式（有點類似回撥）。
STL 模板庫中，大量使用了這種技巧，來實現庫的“靈活”。
比如：
for_each, 它的原始碼大致如下：
template< typename Iterator, typename Functor >
void for_each( Iterator begin, Iterator end, Fucntor func )
{
  for( ; begin!=end; begin++ )
  func( *begin );
}

這個 for 迴圈遍歷了容器中的每一個元素，對每個元素呼叫了仿函式 func，這樣就實現了 對“每個元素做同樣的事”這樣一種程式設計的思想。

特別的，如果仿函式是一個物件，這個物件是可以有成員變數的，這就讓 仿函式有了“狀態”，從而實現了更高的靈活性。