STL與泛型編程(三)
閱讀C++ STKL源碼的基礎(chǔ)條件
1 操作符重載
operator是C++的關(guān)鍵字，它和運(yùn)算符一起使用，表示一個運(yùn)算符函數(shù)，理解時應(yīng)將operator=整體上視為一個函數(shù)名。
這是C++擴(kuò)展運(yùn)算符功能的方法，雖然樣子古怪，但也可以理解：一方面要使運(yùn)算符的使用方法與其原來一致，另一方面擴(kuò)展其功能只能通過函數(shù)的方式（c++中，“功能”都是由函數(shù)實(shí)現(xiàn)的)。
1.1 為什么使用操作符重載？
對于系統(tǒng)的所有操作符，一般情況下，只支持基本數(shù)據(jù)類型和標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的class，對于用戶自己定義的class，如果想支持基本操作，比如比較大小，判斷是否相等，等等，則需要用戶自己來定義關(guān)于這個操作符的具體實(shí)現(xiàn)。比如，判斷兩個人是否一樣大，我們默認(rèn)的規(guī)則是按照其年齡來比較，所以，在設(shè)計person 這個class的時候，我們需要考慮操作符==，而且，根據(jù)剛才的分析，比較的依據(jù)應(yīng)該是age。那么為什么叫重載呢？這是因為，在編譯器實(shí)現(xiàn)的時候，已經(jīng)為我們提供了這個操作符的基本數(shù)據(jù)類型實(shí)現(xiàn)版本，但是現(xiàn)在他的操作數(shù)變成了用戶定義的數(shù)據(jù)類型class，所以，需要用戶自己來提供該參數(shù)版本的實(shí)現(xiàn)。
2 模板
2.1函數(shù)模板的聲明和模板函數(shù)的生成
2.1.1 函數(shù)模板的聲明
函數(shù)模板可以用來創(chuàng)建一個通用的函數(shù)，以支持多種不同的形參，避免重載函數(shù)的函數(shù)體重復(fù)設(shè)計。它的最大特點(diǎn)是把函數(shù)使用的數(shù)據(jù)類型作為參數(shù)。
函數(shù)模板的聲明形式為：
template<typename 數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符>
<返回類型><函數(shù)名>(參數(shù)表)
{
函數(shù)體
}
其中，template是定義模板函數(shù)的關(guān)鍵字；template后面的尖括號不能省略；typename（或class)是聲明數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符的關(guān)鍵字，用以說明它后面的標(biāo)識符是數(shù)據(jù)類型標(biāo)識符。這樣，在以后定義的這個函數(shù)中，凡希望根據(jù)實(shí)參數(shù)據(jù)類型來確定數(shù)據(jù)類型的變量，都可以用數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符來說明，從而使這個變量可以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型。例如：

template<typename T>
T fuc(T x, int y)
{
    T x;
    //……
}

如果主調(diào)函數(shù)中有以下語句：

double d;
int a;
fuc(d,a);

則系統(tǒng)將用實(shí)參d的數(shù)據(jù)類型double去代替函數(shù)模板中的T生成函數(shù)：

double fuc(double x,int y)
{
    double x;
    //……
}

函數(shù)模板只是聲明了一個函數(shù)的描述即模板，不是一個可以直接執(zhí)行的函數(shù)，只有根據(jù)實(shí)際情況用實(shí)參的數(shù)據(jù)類型代替類型參數(shù)標(biāo)識符之后，才能產(chǎn)生真正的函數(shù)。
關(guān)鍵字typename也可以使用關(guān)鍵字class，這時數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符就可以使用所有的C++數(shù)據(jù)類型。
2.1.2 模板函數(shù)的生成
函數(shù)模板的數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符實(shí)際上是一個類型形參，在使用函數(shù)模板時，要將這個形參實(shí)例化為確定的數(shù)據(jù)類型。將類型形參實(shí)例化的參數(shù)稱為模板實(shí)參，用模板實(shí)參實(shí)例化的函數(shù)稱為模板函數(shù)。模板函數(shù)的生成就是將函數(shù)模板的類型形參實(shí)例化的過程。例如：
使用中應(yīng)注意的幾個問題：
⑴ 函數(shù)模板允許使用多個類型參數(shù)，但在template定義部分的每個形參前必須有關(guān)鍵字typename或class，即：
template<class 數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符1，…，class 數(shù)據(jù)類型參數(shù)標(biāo)識符n>
<返回類型><函數(shù)名>(參數(shù)表)
{
函數(shù)體
}
⑵ 在template語句與函數(shù)模板定義語句<返回類型>之間不允許有別的語句。如下面的聲明是錯誤的：

template<class T>
int I;
T min(T x,T y)
{
   函數(shù)體
}

⑶ 模板函數(shù)類似于重載函數(shù)，但兩者有很大區(qū)別：函數(shù)重載時，每個函數(shù)體內(nèi)可以執(zhí)行不同的動作，但同一個函數(shù)模板實(shí)例化后的模板函數(shù)都必須執(zhí)行相同的動作。
2.2 類模板
　如同函數(shù)模板一樣，使用類模板使用戶可以為類定義一種模式，使得類中的某些數(shù)據(jù)成員、某些成員函數(shù)的參數(shù)、某些成員函數(shù)的返回值能取任意類型。類模板是對一批僅僅成員數(shù)據(jù)類型不同的類的抽象，程序員只要為這一批類所組成的整個類家族創(chuàng)建一個類模板，給出一套程序代碼，就可以用來生成多種具體的類，(這類可以看作是類模板的實(shí)例)，從而大大提高編程的效率。
定義類模板的一般形式是：
　template <類型名 參數(shù)名1，類型名參數(shù)名2，…>
　class 類名
　{
　　類聲明體
　}；
　例如，template <class T>
　class Smemory
　{…
　　public:
　　void mput(T x);
　　…
　}
　表示定義一個名為Smemory的類模板，其中帶類型參數(shù)T。
在類模板的外部定義類成員函數(shù)的一般形式是：
　template <類型名 參數(shù)名1，類型名參數(shù)名2，…>
　函數(shù)返回值類型 類名<參數(shù)名 1 參數(shù)名 2，…>：：成員函數(shù)名(形參表)
　{
　　函數(shù)體
　}
　例如：template <class T>
　　void Smemory<T>::mput(T x)
　　{…}
　　表示定義一個類模板Smemory的成員函數(shù)，函數(shù)名為mput，形參x的類型是T，函數(shù)無返回值。
　　類模板是一個類家族的抽象，它只是對類的描述，編譯程序不為類模板(包括成員函數(shù)定義)創(chuàng)建程序代碼，但是通過對類模板的實(shí)例化可以生成一個具體的類以及該具體類的對象。
與函數(shù)模板不同的是：函數(shù)模板的實(shí)例化是由編譯程序在處理函數(shù)調(diào)用時自動完成的，而類模板的實(shí)例化必須由程序員在程序中顯式地指定，
其實(shí)例化的一般形式是：
　　類名 <數(shù)據(jù)類型 1(或數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)類型 2(或數(shù)據(jù))…> 對象名
　例如，Smemory<int> mol；
　　表示將類模板Smemory的類型參數(shù)T全部替換成int 型，從而創(chuàng)建一個具體的類，并生成該具體類的一個對象mol。
3 特化
模版的完全特化與偏特化
模版特化：任何針對模版參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行條件限制設(shè)計的特化版本。 <<泛型思維>>
完全特化：針對所有的模版參數(shù)進(jìn)行特化。 <<c++ primer>>

舉例如下：

template<class T,class N> 
class Template{}; 
 
全特化:
template<> 
class Template<int,char>{};
 
偏特化：
template<class T> 
class Template<T,int>{};
 
注意：函數(shù)模版不存在偏特化，只有類模版才能偏特化
 
#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T, typename N>
class Test
{
public:
    Test( T i, N j ) : a(i), b(j)
    {
        cout<<"普通模板類"<< a <<' ' << b << endl;
    }
private:
    T a;
    N b;
};

template<>
class Test<int , char>
{
public:
    Test( int i, char j ) : a( i ), b( j )
    {
        cout<<"模版類全特化"<< a  << ' ' << b << endl;
    }
private:
    int a;
    char b;
};

template <typename N>
class Test<char, N>
{
public:
    Test( char i, N j ):a( i ), b( j )
    {
        cout<<"模版類偏特化"<< a<< ' ' << b << endl;
    }
private:
    char a;
    N b;
};

//模板函數(shù)  
    template<typename T1, typename T2>  
void fun(T1 a , T2 b)  
{  
    cout<<"模板函數(shù)"<<endl;  
}  

//模版函數(shù)全特化  
template<>  
void fun<int ,char >(int a, char b)  
{  
    cout<<"模版函數(shù)全特化"<<endl;  
}  

//函數(shù)不存在偏特化：下面的代碼是錯誤的  
// template<typename T2> 
// void fun<char,T2>(char a, T2 b) 
// { 
//     cout<<"模版函數(shù)偏特化"<<endl; 
// }