原创 【博客大赛】《C++ Primer》学习笔记（34/END）Templates and Generic Programming

Object-oriented programming和generic programming处理的是类似的问题，
那就是——未知的数据类型。
前者处理的是运行时的未知，后者处理的是编译时的未知。

vector、迭代器、算法等，都属于generic program，而templates是generic编程的基础。
如果我们想设计一个generic类型，比如vector，或者编写一个generic函数，比如find，
此时templates就是我们的blueprint。

16.1 Defining a Template
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函数模板是一个公式，我们可以使用它产生特定类型的函数版本，
比如：
template <typename T>
int compare(const T &v1, const T &v2)
{
    if (v1 < v2)
        return -1;
    if (v1 > v2)
        return 1;
    return 0;
}

而它们在运行的时候所产生的version，被称为模板的实例化（instantiation）。

下面的表达式不合法：
template <typename W, U> W calc(const W &t1, const U &u1);
需要修改为：
template <typename W, class U> W calc(const W &t1, const U &u1);

另外，template还可以用来表示某一类型的value值：
template <unsigned N, unsigned M>
int compare(const char (&p1)[N], const char (&p2)[M])
{
    return strcmp(p1, p2);
}

这样的template参数，我们称之为nontype，它可以是int、指针、lvalue的引用、函数类型，
但是它必须是一个constant表达式，必须具备static lifetime。
因为template的类型必须要在编译时被确定，而不是运行时。

 * 函数参数in the template，必须是references to const。
 * 函数体内的test，仅仅使用了“<”。

使用references to const，我们就可以保证函数可以运行在不能被copy的对象上，
虽然到目前为止，除了unique_ptr和IO类型外，大部分数据类型都可以被copy。
另外，运用在大对象时，它能跑得快点。

除了函数模板，还有类模板。
某些时候，typename和class在模板里面的含义是一样的，但是为了方便起见，统一使用前者吧！

如果类模板的构造函数里面，有模板变量，那么我们必须使用尖括号来指定类型：
template <typename T = int> class Numbers {
public:
    Numbers(T v = 0): val(v) {}
private:
    T val;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Numbers<long double> lots;
    Numbers<> aver;
}

(a) template <typename T, U, typename V> void f1(T, U, V);
    错误，模板的参数列表必须每个单独有typename。
(b) template <typename T> T f2(int &T);
    错误，T不可复用为变量名。
(c) inline template <typename T> T foo(T, unsigned int*);
    错误，inline关键字必须在template之后。
(d) template <typename T> f4(T, T);
    错误，缺少返回值。
(e) typedef char Ctype;
    template <typename Ctype> Ctype f5(Ctype a);
    正确，模板参数会覆盖外面的其他name。

由于模板在使用时会被实例化，因此两个单独的源文件使用相同参数的相同模板时，它们会被分别实例化。
当项目非常大时，实例化的资源就很多了，为了避免这个问题，我们可以使用explicit instantiation：
extern template declaration;
template declaration;

16.2 Template Argument Deduction
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模板函数一般不做类型转换，而是直接产生另外一个实例。
除了以下两种情况：
 * const conversions.
 * Array- or function-to-pointer conversions.

因为自动类型转换的情况非常少，因此我们尽量不要让编译器产生困惑。

16.3 Overloading and Templates
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16.4 Variadic Templates
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模板有可变参数，函数也有。

16.5 Templates Specializations
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其实从前一小节开始，阅读已经有些困难了！
高阶内容留到对C++有足够经验的时候再学习。本学习笔记结束，算是C++正式入门啦～
今后开始了解OpenCV，Good Luck！