函式模板和模板函式
1.函式模板的宣告和模板函式的生成
1.1函式模板的宣告
函式模板可以用來建立一個通用的函式，以支援多種不同的形參，避免過載函式的函式體重複設計。它的最大特點是把函式使用的資料型別作為引數。
函式模板的宣告形式為：
template<typename 資料型別引數識別符號>
<返回型別><函式名>(引數表)
{
函式體
}
其中，template是定義模板函式的關鍵字；template後面的尖括號不能省略；typename（或class)是宣告資料型別引數識別符號的關鍵字，用以說明它後面的識別符號是資料型別識別符號。這樣，在以後定義的這個函式中，凡希望根據實引數據型別來確定資料型別的變數，都可以用資料型別引數識別符號來說明，從而使這個變數可以適應不同的資料型別。例如：
template<typename T>
T fuc(T x, int y)
{
T x;
//……
}
如果主調函式中有以下語句：
double d;
int a;
fuc(d,a);
則系統將用實參d的資料型別double去代替函式模板中的T生成函式：
double fuc(double x,int y)
{
double x;
//……
}
函式模板只是聲明瞭一個函式的描述即模板，不是一個可以直接執行的函式，只有根據實際情況用實參的資料型別代替型別引數識別符號之後，才能產生真正的函式。
關鍵字typename也可以使用關鍵字class，這時資料型別引數識別符號就可以使用所有的C++資料型別。
1.2.模板函式的生成
函式模板的資料型別引數識別符號實際上是一個型別形參，在使用函式模板時，要將這個形參例項化為確定的資料型別。將型別形參例項化的引數稱為模板實參，用模板實參例項化的函式稱為模板函式。模板函式的生成就是將函式模板的型別形參例項化的過程。例如：
使用中應注意的幾個問題：
⑴ 函式模板允許使用多個型別引數，但在template定義部分的每個形參前必須有關鍵字typename或class，即：
template<class 資料型別引數識別符號1，…，class 資料型別引數識別符號n>
<返回型別><函式名>(引數表)
{
函式體
}
⑵ 在template語句與函式模板定義語句<返回型別>之間不允許有別的語句。如下面的宣告是錯誤的：
template<class T>
int I;
T min(T x,T y)
{
函式體
}
⑶ 模板函式類似於過載函式，但兩者有很大區別：函式過載時，每個函式體內可以執行不同的動作，但同一個函式模板例項化後的模板函式都必須執行相同的動作。
2 函式模板的異常處理
函式模板中的模板形參可例項化為各種型別，但當例項化模板形參的各模板實參之間不完全一致時，就可能發生錯誤，如：
template<typename T>
void min(T &x, T &y)
{ return (x<y)?x:y; }
void func(int i, char j)
{
min(i, i);
min(j, j);
min(i, j);
min(j, i);
}
例子中的後兩個呼叫是錯誤的，出現錯誤的原因是，在呼叫時，編譯器按最先遇到的實參的型別隱含地生成一個模板函式，並用它對所有模板函式進行一致性檢查，例如對語句
min(i, j)；
先遇到的實參i是整型的，編譯器就將模板形參解釋為整型，此後出現的模板實參j不能解釋為整型而產生錯誤，此時沒有隱含的型別轉換功能。解決此種異常的方法有兩種：
⑴採用強制型別轉換，如將語句min(i, j);改寫為min(i,int( j));
⑵用非模板函式過載函式模板
方法有兩種：
① 借用函式模板的函式體
此時只宣告非模板函式的原型，它的函式體借用函式模板的函式體。如改寫上面的例子如下：
template<typename T>
void min(T &x, T &y)
{ return (x<y)?x:y; }
int min(int,int);
void func(int i, char j)
{
min(i, i);
min(j, j);
min(i, j);
min(j, i);
}
執行該程式就不會出錯了，因為過載函式支援資料間的隱式型別轉換。
② 重新定義函式體
就像一般的過載函式一樣，重新定義一個完整的非模板函式，它所帶的引數可以隨意。C++中，函式模板與同名的非模板函式過載時，應遵循下列呼叫原則：
• 尋找一個引數完全匹配的函式，若找到就呼叫它。若引數完全匹配的函式多於一個，則這個呼叫是一個錯誤的呼叫。
• 尋找一個函式模板，若找到就將其例項化生成一個匹配的模板函式並呼叫它。
• 若上面兩條都失敗，則使用函式過載的方法，通過型別轉換產生引數匹配，若找到就呼叫它。
•若上面三條都失敗，還沒有找都匹配的函式，則這個呼叫是一個錯誤的呼叫。
3.類中巢狀模版：
#include <iostream>
using namespace std;
class X
{
template <class T>
struct Y
{
T m_t;
Y(T t): m_t(t) { }
};
Y<int> yInt;
Y<char> yChar;
public:
X(int i, char c) : yInt(i), yChar(c) { }
void print()
{
cout << yInt.m_t << " " << yChar.m_t << endl;
}
};
int main()
{
X x(1, 'a');
x.print();
}
//當類中巢狀模版時，要通過外部類的建構函式將引數傳遞給內部類，將其與內部類相聯絡起來//內部類要通過具體的型別來例項化內部類，生成一個具體的物件這樣才能在內部使用此類模版帶來的
//具體的類的好處。這樣就可以在內部使用此類了，對外隱藏了此類內部還有這些個功能。
#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
class X
{
template <class U>
class Y
{
U* u;
public:
Y();
U& Value();
void print();
~Y();
};
Y<int> y;
public:
X(T t) { y.Value() = t; }
void print() { y.print(); }
};
template <class T>template <class U>
X<T>::Y<U>::Y()
{
cout << "X<T>::Y<U>::Y()" << endl;
u = new U();
}
template <class T>template <class U>
U& X<T>::Y<U>::Value()
{
return *u;
}
template <class T>template <class U>
void X<T>::Y<U>::print()
{
cout << this->Value() << endl;
}
template <class T>template <class U>
X<T>::Y<U>::~Y()
{
cout << "X<T>::Y<U>::~Y()" << endl;
delete u;
}
int main()
{
X<int>* xi = new X<int>(10);
X<char>* xc = new X<char>('c');
xi->print();
xc->print();
delete xi;
delete xc;
}
當巢狀類模板在其封閉類的外部定義時，它們必須以類模板（如果它們是類模板的成員）的模板引數和成員模板的模板引數開頭。要以其模版引數開頭，由外部向內部開始宣告模版引數
template <class T>template <class U>
void X<T>::Y<U>::print()
{
cout << this->Value() << endl;
}
要從外部開始寫起，寫清楚作用域，且不能引起歧義。