c++模板

模板是一个c++中很神奇的结构，合理使用模板可以大大减少代码量以及提高代码复用性，接下来记录一下模板的学习笔记。

函数模板

模板的基础使用很简单，而本质上当我们调用模板的时候不是直接调用了函数的模板，而是编译器通过模板生成了一个新的函数，直接上使用模板的绝对值的例子代码：

template <class T>//不使用class关键字也可以使用typename关键字template <typename T>，也叫模板参数表
T abs(T a)
{
    return a>0?a:-a;
}

这其中有class/typename为函数的类型参数，T我的理解是相当于传递的函数形参。模板的基础中还有一个需要注意的点：只有能够进行函数中运算的类型，才能作为类型的参数，如果传递的类型参数为自定义类型，或者默认的运算符无法对它们进行操作，则需要我们先重载运算符再使用模板。

类的模板

和函数的模板差不多，类的模板也是通过使用模板生成一个我们需要的数据类型的类，比如我们可以这么写：

template <typename T>//T叫什么都行
class Base
{
    private:
        T num;
    public:
        T getnum();
}
template <typename T>
T Base<T>::getnum()
{
    return num;
}

在每一处使用需要使用模板对象的时候，都应该加上template，其他和函数模板基本一样。

数组模板

在我们使用数组的时候，必须事先定义好数组的大小，这个大小是在编译的时候已经固定的，不能在运行的时候调整数组的大小。而在很多情况下，我们希望我们的数组可以动态的调整大小，在我们需要它储存更多数据时，进行动态的扩容（类似于stl中的vector），而数组模板就可以实现这个目的。
先看个例子：

template<class T>
class Array
{
    private:
        T* list;//用于储存数组的首地址
        int size;//动态数组的大小
    public:
        Array(int sz = 10);//构造函数
        {
            assert(sz>=0)//sz为数组大小
            size = sz;
            list = new T[size];//动态分配size个T类型的空间
        }
        Array(const Array<T>&a)//复制构造函数，用于复制数组
        {
            size = a.size //复制前一个对象的数组大小
            list = new T[size];//动态分配size个T类型的大小
            for(int i = 0 ; i < size ; i++)//将前一个对象的所有元素复制过来
            {
                list[i] = a.list[i];
            }
        }
        ~Array();//析构函数
        {
            delete [] list;//释放空间
        }
        Array<T> &operator=(const Array<T> &rhs)//重载=
        {
            if(rhs != this)//如果两个对象不相等的话
            {
                delete [] list;//删除原数组，并复制新数组
                size = rhs.size();
                list = new list[size];
                for(int i = 0 ; i < size ; i++)
                    list[i] = rhs.list[i];
            }
            return *this;//最后返回当前对象的引用
        }
        T & operator[](int i)//重载[]以便可以直接访问
        {
            assert(i>=0&&i<size);//检查数组是否越界
            return list[i];//返回下标为n的元素
        }
        const T & operator[](int i) const//与上同，只不过这次返回的是常量类型的元素
        {
            assert(i>=0&&i<size);
            return list[n];
        }
        operator T *()//返回数组的指针
        {
            return list;//返回对象中私有数组的首地址
        }
        operator const T*() const//返回静态指针
        {
            return list;
        }
};

• Q1：为什么有的函数返回值为引用类型（运算符重载函数）？
  W：因为重载的=，我们想要的效果是将这个值作为函数表达式中的左值，即可以直接操作，而如果不是引用类型，它只能做右值。（引用是对象的别名，所以可以通过引用修改对象的值）
• Q2：为什么有的函数必须添加一个const类型？
• W：比如指针，如果返回的是常指针，则我们只能通过这个指针读取动态数组中的元素，而不能通过这个指针对数组中的元素进行修改
  这样就基本实现了一个不类似于vector的动态数组（当然vector要比这个简单的例子复杂很多了，毕竟正经的stl）模板是个很好用的c++特性，利用模板我们可以大大减少代码的重复量，增强代码的复用性（很多头文件中的函数的实现都是依赖于模板）