打算給公司的同事上課，以便推廣 C++ 模板，寫(xiě)了以下教程。希望能看到各種意見(jiàn)，以便完善它。
C++ 模板基礎談
1. 什么是模板
模板定義：模板就是實(shí)現代碼重用機制的一種工具，它可以實(shí)現類(lèi)型參數化，即把類(lèi)型定義為參數，從而實(shí)現了真正的代碼可重用性。
我們知道，C++ 是一種“強類(lèi)型”的語(yǔ)言，也就是說(shuō)一個(gè)變量，編譯器必須確切的知道它的類(lèi)型，而模板就是構建在這個(gè)強類(lèi)型語(yǔ)言基礎上的泛型系統。
2. 模板的語(yǔ)法
模板函數
template< typename {類(lèi)型參數名稱(chēng)}, [ int {Name}=...][, ...] >
{函數定義}
模板類(lèi)
template< typename ... , [ int {Name}=...] >
class ...
模板的參數可以是類(lèi)型，或者是一個(gè) int 型的值（或者可以轉換為int 型的，比如 bool）。
3. 模板的使用
顯式類(lèi)型參數：對于模板函數，在函數名后添加 < {類(lèi)型參數表} >。對于模板類(lèi)，在類(lèi)后添加 < {類(lèi)型參數表} >
隱式類(lèi)型參數：對于模板函數，如果類(lèi)型參數可以推導，那么可以省略類(lèi)型參數表
舉個(gè)例子:
template< typename T >
T max( T a, T b )
{
return a < b ? b : a;
}
這個(gè) max 函數就是一個(gè)模板函數，它可以傳入一個(gè) “類(lèi)型”的參數，以便實(shí)現任意類(lèi)型求最大值的效果。假設我們這樣使用它：
int x=5, y=10;
int z=max<int>( x, y );
這時(shí)候發(fā)生了什么呢？我們傳入的“類(lèi)型參數”是int，因此編譯器在編譯這段代碼時(shí)會(huì )使用 int 來(lái)構造一個(gè)新函數：
int max( int a, int b )
{
return a < b ? b : a;
}
后面的事就和編譯普通的函數一樣了，C++編譯器繼續使用強類(lèi)型系統編譯這個(gè)函數，由強類(lèi)型系統來(lái)檢查這個(gè)函數是否正確。
這個(gè)過(guò)程叫做模板的“特化”，它發(fā)生在編譯期，當編譯器發(fā)現模板函數、模板類(lèi)被使用（注意，不是定義）的時(shí)候進(jìn)行的。這個(gè)系統實(shí)際上比較像宏，但是比宏更為智能。
很明顯，編譯器必須知道模板如何特化這個(gè)函數，因此模板函數的實(shí)現，必須在“使用點(diǎn)”之前，因此模板庫只能通過(guò)頭文件庫的形式來(lái)提供。
4. 模板的類(lèi)型推導
對于函數，編譯器是知道傳入參數的類(lèi)型的，比如上面的max，max< ? >( x, y )，由于第一個(gè)參數 x 是 int 類(lèi)型的，那么 ? 這里需要填寫(xiě)什么呢？
我們可以很明顯的推斷出應該是 "int"，否則，后面的強類(lèi)型系統將無(wú)法編譯這個(gè)函數。編譯器同樣知道 x 的類(lèi)型，因此它也能推導出“類(lèi)型參數”，這時(shí)候我們調用時(shí)就可省略模板參數了。
這個(gè)推導是按順序來(lái)的，因此如果上面的 y 是其他類(lèi)型，? 仍然會(huì )被推導為 int，如果y無(wú)法隱性轉換為int，強類(lèi)型編譯時(shí)就會(huì )報錯。
5. 類(lèi)型推導的隱式類(lèi)型轉換
在決定模板參數類(lèi)型前，編譯器執行下列隱式類(lèi)型轉換：
左值變換
修飾字轉換
派生類(lèi)到基類(lèi)的轉換
見(jiàn)《C++ Primer》（[注2]，P500）對此主題的完備討論。
簡(jiǎn)而言之，編譯器削弱了某些類(lèi)型屬性，例如我們例子中的引用類(lèi)型的左值屬性。舉例來(lái)說(shuō)，編譯器用值類(lèi)型實(shí)例化函數模板，而不是用相應的引用類(lèi)型。
同樣地，它用指針類(lèi)型實(shí)例化函數模板，而不是相應的數組類(lèi)型。
它去除const修飾，絕不會(huì )用const類(lèi)型實(shí)例化函數模板，總是用相應的非 const類(lèi)型，不過(guò)對于指針來(lái)說(shuō)，指針和 const 指針是不同的類(lèi)型。
底線(xiàn)是：自動(dòng)模板參數推導包含類(lèi)型轉換，并且在編譯器自動(dòng)決定模板參數時(shí)某些類(lèi)型屬性將丟失。這些類(lèi)型屬性可以在使用顯式函數模板參數申明時(shí)得以保留。
6. 模板的偏特化
如果我們打算給模板函數（類(lèi)）的某個(gè)特定類(lèi)型寫(xiě)一個(gè)函數，就需要用到模板的偏特化，比如我們打算用 long 類(lèi)型調用 max 的時(shí)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(gè)模板函數
long max<long>( long a, long b ) // 對于 vc 來(lái)說(shuō)，這里的 <long> 是可以省略的
{
return a > b ? b : a;
}
實(shí)際上，所謂偏特化，就是代替編譯器完成了對指定類(lèi)型的特化工作，現代的模板庫中，大量的使用了這個(gè)技巧。
7. 仿函數
仿函數這個(gè)詞經(jīng)常會(huì )出現在模板庫里（比如 STL），那么什么是仿函數呢？
顧名思義：仿函數就是能像函數一樣工作的東西，請原諒我用東西這樣一個(gè)代詞，下面我會(huì )慢慢解釋。
void dosome( int i )
這個(gè) dosome 是一個(gè)函數，我們可以這樣來(lái)使用它： dosome(5);
那么，有什么東西可以像這樣工作么？
答案1：重載了 () 操作符的對象，比如：
struct DoSome
{
void operator()( int i );
}
DoSome dosome;
這里類(lèi)(對 C++ 來(lái)說(shuō)，struct 和類(lèi)是相同的) 重載了 () 操作符，因此它的實(shí)例 dosome 可以這樣用 dosome(5); 和上面的函數調用一模一樣，不是么？所以 dosome 就是一個(gè)仿函數了。
實(shí)際上還有答案2：
函數指針指向的對象。
typedef void( *DoSomePtr )( int );
typedef void( DoSome )( int );
DoSomePtr *ptr=&func;
DoSome& dosome=*ptr;
dosome(5); // 這里又和函數調用一模一樣了。
當然，答案3 成員函數指針指向的成員函數就是意料之中的答案了。
8. 仿函數的用處
不管是對象還是函數指針等等，它們都是可以被作為參數傳遞，或者被作為變量保存的。因此我們就可以把一個(gè)仿函數傳遞給一個(gè)函數，由這個(gè)函數根據需要來(lái)調用這個(gè)仿函數（有點(diǎn)類(lèi)似回調）。
STL 模板庫中，大量使用了這種技巧，來(lái)實(shí)現庫的“靈活”。
比如：
for_each, 它的源代碼大致如下：
template< typename Iterator, typename Functor >
void for_each( Iterator begin, Iterator end, Fucntor func )
{
for( ; begin!=end; begin++ )
func( *begin );
}
這個(gè) for 循環(huán)遍歷了容器中的每一個(gè)元素，對每個(gè)元素調用了仿函數 func，這樣就實(shí)現了 對“每個(gè)元素做同樣的事”這樣一種編程的思想。
特別的，如果仿函數是一個(gè)對象，這個(gè)對象是可以有成員變量的，這就讓 仿函數有了“狀態(tài)”，從而實(shí)現了更高的靈活性。
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