打算給公司的同事上課，以便推廣 C++ 模板，寫了以下教程。希望能看到各種意見，以便完善它。
C++ 模板基礎(chǔ)談
1. 什么是模板
模板定義：模板就是實(shí)現(xiàn)代碼重用機(jī)制的一種工具，它可以實(shí)現(xiàn)類型參數(shù)化，即把類型定義為參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了真正的代碼可重用性。
我們知道，C++ 是一種“強(qiáng)類型”的語言，也就是說一個(gè)變量，編譯器必須確切的知道它的類型，而模板就是構(gòu)建在這個(gè)強(qiáng)類型語言基礎(chǔ)上的泛型系統(tǒng)。
2. 模板的語法
模板函數(shù)
template< typename {類型參數(shù)名稱}, [ int {Name}=...][, ...] >
{函數(shù)定義}
模板類
template< typename ... , [ int {Name}=...] >
class ...
模板的參數(shù)可以是類型，或者是一個(gè) int 型的值（或者可以轉(zhuǎn)換為int 型的，比如 bool）。
3. 模板的使用
顯式類型參數(shù)：對于模板函數(shù)，在函數(shù)名后添加 < {類型參數(shù)表} >。對于模板類，在類后添加 < {類型參數(shù)表} >
隱式類型參數(shù)：對于模板函數(shù)，如果類型參數(shù)可以推導(dǎo)，那么可以省略類型參數(shù)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(shù)就是一個(gè)模板函數(shù)，它可以傳入一個(gè) “類型”的參數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)任意類型求最大值的效果。假設(shè)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“類型參數(shù)”是int，因此編譯器在編譯這段代碼時(shí)會(huì)使用 int 來構(gòu)造一個(gè)新函數(shù)：
int max( int a, int b )
{
return a < b ? b : a;
}
后面的事就和編譯普通的函數(shù)一樣了，C++編譯器繼續(xù)使用強(qiáng)類型系統(tǒng)編譯這個(gè)函數(shù)，由強(qiáng)類型系統(tǒng)來檢查這個(gè)函數(shù)是否正確。
這個(gè)過程叫做模板的“特化”，它發(fā)生在編譯期，當(dāng)編譯器發(fā)現(xiàn)模板函數(shù)、模板類被使用（注意，不是定義）的時(shí)候進(jìn)行的。這個(gè)系統(tǒng)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(shù)，因此模板函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，必須在“使用點(diǎn)”之前，因此模板庫只能通過頭文件庫的形式來提供。
4. 模板的類型推導(dǎo)
對于函數(shù)，編譯器是知道傳入?yún)?shù)的類型的，比如上面的max，max< ? >( x, y )，由于第一個(gè)參數(shù) x 是 int 類型的，那么 ? 這里需要填寫什么呢？
我們可以很明顯的推斷出應(yīng)該是 "int"，否則，后面的強(qiáng)類型系統(tǒng)將無法編譯這個(gè)函數(shù)。編譯器同樣知道 x 的類型，因此它也能推導(dǎo)出“類型參數(shù)”，這時(shí)候我們調(diào)用時(shí)就可省略模板參數(shù)了。
這個(gè)推導(dǎo)是按順序來的，因此如果上面的 y 是其他類型，? 仍然會(huì)被推導(dǎo)為 int，如果y無法隱性轉(zhuǎn)換為int，強(qiáng)類型編譯時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)。
5. 類型推導(dǎo)的隱式類型轉(zhuǎn)換
在決定模板參數(shù)類型前，編譯器執(zhí)行下列隱式類型轉(zhuǎn)換：
左值變換
修飾字轉(zhuǎn)換
派生類到基類的轉(zhuǎn)換
見《C++ Primer》（[注2]，P500）對此主題的完備討論。
簡而言之，編譯器削弱了某些類型屬性，例如我們例子中的引用類型的左值屬性。舉例來說，編譯器用值類型實(shí)例化函數(shù)模板，而不是用相應(yīng)的引用類型。
同樣地，它用指針類型實(shí)例化函數(shù)模板，而不是相應(yīng)的數(shù)組類型。
它去除const修飾，絕不會(huì)用const類型實(shí)例化函數(shù)模板，總是用相應(yīng)的非 const類型，不過對于指針來說，指針和 const 指針是不同的類型。
底線是：自動(dòng)模板參數(shù)推導(dǎo)包含類型轉(zhuǎn)換，并且在編譯器自動(dòng)決定模板參數(shù)時(shí)某些類型屬性將丟失。這些類型屬性可以在使用顯式函數(shù)模板參數(shù)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(shù)（類）的某個(gè)特定類型寫一個(gè)函數(shù)，就需要用到模板的偏特化，比如我們打算用 long 類型調(diào)用 max 的時(shí)候，返回小的值（原諒我舉了不恰當(dāng)?shù)睦樱?br>template<> // 這代表了下面是一個(gè)模板函數(shù)
long max<long>( long a, long b ) // 對于 vc 來說，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型的特化工作，現(xiàn)代的模板庫中，大量的使用了這個(gè)技巧。
7. 仿函數(shù)
仿函數(shù)這個(gè)詞經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在模板庫里（比如 STL），那么什么是仿函數(shù)呢？
顧名思義：仿函數(shù)就是能像函數(shù)一樣工作的東西，請?jiān)徫矣脰|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(shù)，我們可以這樣來使用它： 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(對 C++ 來說，struct 和類是相同的) 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(shù)調(diào)用一模一樣，不是么？所以 dosome 就是一個(gè)仿函數(shù)了。
實(shí)際上還有答案2：
函數(shù)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(shù)調(diào)用一模一樣了。
當(dāng)然，答案3 成員函數(shù)指針指向的成員函數(shù)就是意料之中的答案了。
8. 仿函數(shù)的用處
不管是對象還是函數(shù)指針等等，它們都是可以被作為參數(shù)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(shù)傳遞給一個(gè)函數(shù)，由這個(gè)函數(shù)根據(jù)需要來調(diào)用這個(gè)仿函數(shù)（有點(diǎn)類似回調(diào)）。
STL 模板庫中，大量使用了這種技巧，來實(shí)現(xiàn)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(diào)用了仿函數(shù) func，這樣就實(shí)現(xiàn)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(shù)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(shù)有了“狀態(tài)”，從而實(shí)現(xiàn)了更高的靈活性。
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