模板和泛型编程

模板是C++中泛型编程的基础。一个模板就是一个创建类或函数的蓝图或者说公式。当使用vector这样的泛型类型，或者find这样的泛型函数时，我们提供足够的信息，将蓝图转换成特定的类或函数，这种转换在编译时进行。
1、定义模板
1.1 函数模板
一个函数模板是一个公式，可用来生成针对特定类型的函数版本。compare函数的模板版本可能像下面这样：

template <typename T>
int compare(const T &v1,const T &v2)
{
  if (v1<v2) return -1;
  if (v2<v1) return 1;
  return 0;
}

模板定义以关键词template开始，后面跟一个模板参数列表，这是一个逗号分隔的一个或多个模板参数的列表，用<>包围起来。
模板参数列表的作用很像函数参数列表，函数参数列表定义了若干特定类型的局部变量，但未指出如何初始化它们。在运行时，调用者提供实参来初始化形参。
类似的，模板参数表示在类或函数定义中用到的类型或值。当使用模板时，我们指定模板实参，将其绑定到模板参数上。
1.1.1 模板类型参数
compare函数有有个模板类型参数。一般来说，我们可以将类型参数看作类型说明符，就像内置类型或者类类型说明符一样使用。特别是，类型参数可以用来指定返回类型或函数的参数类型，以及在函数体内用于变量或类型转换。
类型参数前必须使用关键词class或typename：

template <typename T, U> T calc(const T&, const U&);
// 错误：U之前必须加上class或typename

在模板参数列表中，class和typename关键字的含义相同，可以互换使用。一个模板函数中可以同时使用这两个关键字。
1.1.2 非类型模板参数
除了定义类型参数，还可以在模板中定义非类型参数。一个非类型参数表示一个值而非一个类型。我们通过一个特定的类型名而非关键字class或typename来指定非类型参数。
当一个模板被实例化时，非类型参数被一个用户提供的或编译器推断出的值所代替。这些值必须是常量表达式，从而允许编译器在编译时实例化模板。
1.1.3 编写类型无关的代码
编写泛型代码的两个重要原则：
模板中的函数参数是const的引用；
函数体中的条件判断仅使用<比较运算。
通过将函数参数设定为const的引用，我们保证了函数可以用于不能拷贝的类型。
1.1.4 模板编译
当编译器遇到一个模板定义时，它并不生成代码。只有当我们实例化出模板的一个特定版本时，编译器才会生成代码。当我们使用模板时，编译器才生成代码，这一特性影响了我们如何组织代码以及错误何时被检测到。
通常，当我们调用一个函数时，编译器只需要掌握函数的声明。类似的，当我们使用一个类类型的对象时，类定义必须是可用的，但成员函数的定义不必已经出现。因此，我们将类定义和函数声明放在头文件中，而普通函数和类的成员函数的定义放在源文件中。
模板则不同：为了生成一个实例化版本，编译器需要掌握函数模板或类模板函数的定义。因此，与非模板代码不同，模板的头文件通常既包括声明也包括定义。

2、模板实参推断
3、重载与模板
4、可变参数模板
5、模板特例化