前言

C++与C语言之间其中不同的一点就是C++可以启用模版，为程序员省下了许多近乎重复的代码书写，这篇文章将为你介绍模版初阶的知识，让你能使用基本的模版

1.模版类型

• 1.1 模版意义

模版是一种泛式编程，是用来编写与类型无关的通用代码

• 1.2 模版类型

分为模版函数和类模版

2.函数模版

• 2.1 格式

这里先写出一个例子，我们再进行解析：

template<class T>
T Add(T a, T b)
{
   return a + b;
}

可以注意到这是一个加法的函数模版，这里的template<class T>，class是类的一个泛称，T则代表的是具体的类型，可以是int，double，float…….而在template下必须接上一个函数声明或定义，在此函数中，T就代表了返回的类型，a和b的类型

• 2.2 实例化

对于函数模版来说，分为隐式实例化和显示实例化

1.隐式实例化：

template<class T>
T Add(T a, T b)
{
   return a + b;
}

int r = add(10, 20);

这里直接填入两个整数，让编译器自己分析参数的类型，从而生成对应的函数，这就是隐式实例化

2.显示实例化：

template<class T>
T Add(T a, T b)
{
   return a + b;
}

int r = add<int>(10, 20);

这里我们可以注意到我们在函数名后加上了<int>，这就是在告诉编译器这里的T类型是int，编译器就会生成对应的int类型的Add函数，对于一些函数来说，编译器无法进行自我识别，那就要我们写显示实例化

• 2.3 模版函数和函数重载

在上面几行我们说到了有些函数编译器无法进行自我识别，我们就需要写显示实例化，但这其实是比较麻烦的，更方便的方法是我们直接再写一个重载函数就可以了，这里给出一个例子：

template<class T>
T Add(T a, T b)
{
   return a + b;
}

int Add(int* a, int* b)
{
   return *a + *b;
}

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int r = Add(&a, &b);
    return 0;
}

你可以去试一试，对于传地址函数模版是无法识别的，所以这里我们直接写一个重载函数就可以了，并且对于模版函数来说，编译器会优先选择已经存在的重载函数，就算模版函数可以成功识别，目的是为了节省编译时间

3.类模版

• 3.1 格式

这里先写出一个例子，我们再进行解析：

template<class T>
class list
{
   private:
   T _val;
   list* _next;
   list* _prev;
}

这里给出的是链表的例子，与函数模版相同，T是一个类型，而list中_val的类型就是T，其他的与函数模版基本相同，不做过多描述

• 3.2 实例化

要注意的是，类模版只能显示实例化，没有隐式实例化，这里给出一个例子：

template<class T>
class list
{
   private:
   T _val;
   list* _next;
   list* _prev;
}

list<int> v1;

这里我们可以注意到，v1对象的创建是必须要用显示实例化的

4.模版的特点

• 4.1 声明与定义分离问题

一般来说，模版的声明和定义分离在不同的两个.h和.cpp文件中会方式连接错误，编译器无法寻找到对应的定义，从而报错

但是，如果真的想将声明和定义分离在不同的不同的两个.h和.cpp文件中，可以采取显示实例化的方式，例子如下：

// ===== math.h =====
template <typename T>
T add(T a, T b);

// ===== math.cpp =====
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

// 显式实例化：只生成这几个版本的代码
template int add<int>(int, int);
template double add<double>(double, double);

// ===== main.cpp =====
#include "math.h"
int main() {
    int x = add(1, 2);        // ✅ 链接到 math.cpp 生成的 add<int>
    double y = add(1.5, 2.5); // ✅ 链接到 add<double>
    // float z = add(1.0f, 2.0f); // ❌ 链接错误！未实例化 float 版本
}

虽然显示实例化有用，但是很不推荐，还不如正常写函数

• 4.2 按需实例化

对于类模版来说，其中可能会写很多的成员函数，但是只要不是有特别大的错误，在这个函数被使用之前，很大可能都不会报错，这就叫做按需实例化

因此，当我们写完一个函数的时候一定要去调试一下，以免今后发生难以挽回的错误

总结

模版在今后会非常频繁的进行使用，像是vector，list，stack的模拟实现等等都会使用，所以一定要打好基础