C++模板编程：泛型与STL入门

"C++模板是C++编程中的一个重要特性，它体现了泛型编程的思想，允许开发者创建能够处理多种数据类型的通用代码。模板分为函数模板和类模板，它们都是为了实现参数化类型，减少代码重复，提高代码复用率。通过模板，我们可以编写出对不同类型进行相同操作的函数或类，无需为每一种数据类型单独编写代码。 1. **函数模板**：函数模板是定义了一个通用的函数，它可以接受不同类型作为参数，通过模板参数T来代表这些类型。例如，一个简单的`min`函数模板，可以用于找到两个`int`或`double`等不同类型的较小值： ```cpp template<typename T> T min(T a, T b) { return a < b ? a : b; } ``` 2. **函数模板参数**：在函数模板中，`typename T`就是模板参数，它代表一个未知的类型，在实例化模板时会被具体的数据类型替代。 3. **类模板**：类模板类似于函数模板，但用于定义类。类模板可以创建具有相同结构但数据类型不同的类实例，例如`std::vector`和`std::map`都是STL中的类模板。 4. **实例化**：模板的实例化是将模板转换为实际可执行的代码，如上面的`swap`函数模板在调用时会根据传入的类型实例化为对应的函数。 5. **程序组织**：在C++程序中，模板通常定义在头文件中，因为它们需要在编译时被实例化。这可能带来编译期的膨胀，所以合理的模板使用和组织对于项目规模的控制至关重要。 6. **模板的多态**：模板提供了静态多态，即在编译期间就确定了类型，不同于虚函数的运行时多态。静态多态可以提供更好的性能，但灵活性稍逊一筹。 7. **泛型编程**：泛型编程是不依赖于特定数据类型的一种编程方式，模板是实现泛型编程的主要工具。它强调的是算法和数据结构的独立性，使得代码更加通用，适用于多种场景。 通过模板，我们可以避免像下面这样为每个数据类型编写相同的代码： ```cpp int min_int(int a, int b) { ... } double min_double(double a, double b) { ... } // 更多类型的min函数... ``` 相反，我们可以用一个模板函数来覆盖所有情况： ```cpp template<typename T> T min(T a, T b) { ... } ``` 模板是C++中非常强大且灵活的工具，它使得编写高效、通用的代码成为可能，同时也为STL（Standard Template Library）的实现提供了基础，如容器、算法和迭代器等。理解和熟练使用模板是C++开发者的必备技能。