一、引言
在写排序算法时，如果要写一个交换两个数据的函数，由于基本数据类型有int、float、double等等类型，所以针对每种数据类型可能我们要写很多swap函数，这些函数除了传入的数据类型不同，函数体结构大致相同。所以C++为了避免让程序员写很多大量重复代码，设计了一种叫做“模板”的东西。我们写程序时，先不指定什么类型，在调用时我们再说明一下是什么类型，具体怎么实现接着往下看。
二、函数模板
1、定义
像开头所说，如果要对int、double类型的两个数进行交换我们要写两个函数，但用函数模板时只需要写一个函数即可。模板定义如下：
template <typename T>
或者
template <class T>
其中，template是声明一个模板，typename是声明一个虚类型T，这个T可以代替int、double等基本数据类型，那为什么还有class？因为最初是用class声明一个T来表示通用数据类型，但考虑到class会和“类”混淆，就改用typename进行定义，同时保留了class，这两者效果相同,但我个人比较习惯用class。
在进行声明模板之后下面就开始写模板的函数体了，例如交换函数，合起来就是：
template <class T>
void swap(T *p1,T *p2){
T temp=*p1;
*p1=*p2;
*p2=temp;
}
这样就是一个完整的函数模板
2、调用
有两种方式使用模板
（1）自动类型推导：编译器会自动判定你传入的数据是什么数据类型，然后将T改成对应数据类型进行操作；
（2）自己声明数据类型进行调用，具体实现如下：
//1、自动类型推导
swap(a, b);
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << b << endl;
//2、显示指定类型
swap<int>(a, b);
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << b << endl;
何时必须自己声明数据类型呢？
那就是没有参数传递的时候。比如知识一个打印函数，没有参数传递，这里就不写代码了。
3、多个虚类型
前面是针对一个函数里面都是同一数据类型的，如果含有不同数据类型，假如有两个：
template<class T1,class T2>
void func(T1 a,T2 b){....}
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调用时可以自动识别类型也可以自己声明数据类型：
func<int,double>(1,3.14);
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三、类模板
前面已经介绍了模板大致的作用，这里对类模板就不做过多说明，直接上干货：
1、定义
我们定一个学生类
template<class T1,class T2,class T3>
class Student{
public:
Student(T1 name,T2 age,T3 score){
..........
}
T1 m_Name;
T2 m_Age;
T3 m_Score;
}
2、调用
调用时必须指定输入了什么数据，也就是尖括号不能省略，这点与函数模板不一样
Student<string,int,float>s("Tom",18,85.5);
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四、类的函数模板
在类内定义的话就跟前面的函数模板一样，如果在类外定义，类外也要写上函数模板的形式：
template<class numType>
class Compare{
public:
Compare(numType a,numType b){
this->a=a;
this->b=b;
}
//声明模板函数：
numType max( );
private:
numType a;
numTypr b;
}
//类外定义模板函数
template<class numType>
numType Compare::max( ){
return this->a>this->b?this->a:this->b;
}
五、类作为数据类型传入
//定义Person1
class Person1 {
public:
void showPerson1() {
cout << "Person1 show" << endl;
}
};
//定义Person2
class Person2 {
public:
void showPerson2() {
cout << "Person2 show" << endl;
}
};
//定义类模板
template<class T>
class MyClass {
public:
T obj;
//类模板中的成员函数
void func1() {
obj.showPerson1();
}
void func2() {
obj.showPerson2();
}
};
//主函数
int main() {
MyClass<Person1>m;
m.func1();
//m.func2();//会报错，因为“showPerson2”: 不是“Person1”的成员
system("pause");
return 0;
}
六、类模板与继承
如果父类是一个模板，子类继承父类模板的时候，不知道父类模板内存是多少，编译器就无法给子类分配内存，解决方案是给子类也加上模板，方案如下：
template<class T>
class Base {
T m_Name;
};
//class Son :public Base { //错误，必须知道T的内存才能指定空间
class Son1:public Base<int>{ // 不灵活
};
//想要灵活指定父类中T的类型
template<class T1,class T2>
class Son2 :public Base<T2> {
public:
T1 m_A;
};
int main() {
//让子类的T为string，子类的T1为int
Son2<int, string>s2;
system("pause");
return 0;
}
七、类模板与友元
前面也有过传入类对象到函数里面，如果这个函数需要用到对象里面的数据，而该数据有被设定为private(私有)就无法直接访问，此时又要用到友元函数的知识：
注意：类内添加友元函数后，如果没有对该友元函数进行声明，编译器认为你没有这个函数，会进行报错。
//先声明类和函数，防止编译器报错
template<class T1,class T2>
class Person;
template<class T1, class T2>
void printPerson(Person<T1, T2> p);
template<class T1,class T2>
class Person {
//全局函数类外实现的声明
friend void printPerson<>(Person<T1, T2> p);
public:
Person(T1 name, T2 age) {
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
private:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//全局函数类外实现
template<class T1,class T2>
void printPerson(Person<T1, T2> p) {
cout << "Name:" << p.m_Name << endl;
cout << "Age:" << p.m_Age << endl;
}
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