这是C++类一些重点难点知识笔记的第 五 篇，同专题的其他文章可以移步：https://www.jianshu.com/nb/39156122
函数模板的作用是允许我们使用泛型定义函数，然后根据具体的数据类型替换泛型。通过将类型作为参数传递给模板，可以是编译器生成该类的函数。
比如要交换两个变量的值，这时候我们写好了一个交换两个int值的函数，又需要一个交换两个double值的函数，我们需要将第一个函数重复一遍，然后再将其中的int替换成double，是非常复杂的。尤其是当一些算法可以应用于很多数据类型时，我们无法对每一种数据类型都写一套算法函数，这就时函数模板解决的问题。
模板函数的定义与使用
我们可以先定义一个模板，然后用具体的数据类型替换，像下边这样：
template<typename T>;
void swap(T &a, T &b)
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
要建立一个模板，必须先使用template语法来定义一个模板变量T，这里也可以用旧的声明方式：
template<class T>;
很多代码库都使用class开发的，这样的上下文中，两个关键词完全相同，如果不考虑向后兼容并且不介意输入长单词的话，使用typename而不使用class
调用模板函数时，和其他函数类似，编译器会根据我们传入的函数类型自行生成一个对应的函数，这个函数我们是看不到的，但是编译器会直接在背后生成并为我们使用好，例如调用下边的语句时：
int i = 1;
int j = 2;
swap(i, j);
这是，编译器会自动生成一个函数：使用int代替所有的T，从而完成相关的逻辑，这个函数我们看不到，但是没问题
void swap(int &a, int &b)
{
int temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
模板函数的重载
模板函数也是可以重载的，虽然泛型使我们合并解决了很多问题，但是有些数据类型是无法合并的。比如交换变量值的函数，我们可以将上述逻辑同时用于int、double、char、string等，但是却无法用于数组，因为数组需要将每个元素交换，于是可以使用函数模板的重载：
template<typename T>;
void swap(T &a, T &b)
{
T temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void swap(T []a, T[]b, int n)
{
T temp;
for(int i = 0; i < n; i++)
{
temp = a[i];
a[i] = b[i];
b[i] = temp;
}
}
这样就可以用同名函数swap交换任意数据类型和数组类型了。
函数模板的局限性
定义模板函数要考虑好这个函数应用的数据类型的范围，有些操作对于数据类型是很有局限性的，比如 a>b 这种操作，只能用于 int、double 等，string和char显然无法使用
显式具体化
假如定义了一个结构:
struct myStruct
{
int myInt;
double myDouble;
}
这时我们同样可以通过上面的swap函数交换两个struct的值，因为结构体是可以直接被赋给另一个结构体的。但是如果我们只想交换两个结构体的myInt变量，而不想交换myDouble变量呢，就无法使用上述模板函数了，但是由于这种情况下我们传入的参数还是和上述模板函数相同的（两个待交换的T），所以重载无法达到这个愿望。这就用到了显式具体化（explicit specialization）。
显示具体化是我们可以提供一个具体化的函数定义，其中包含这个特殊的处理情况下的代码，当编译器找到了与函数调用匹配的具体化定义时，就不再使用模板，而是用该具体化的定义：
- 对于给定的函数名，可以有非模板函数、模板函数和显式具体化模板函数以及它们的重载函数四个版本
- 显式具体化的原型和定义以
<template>打头，并通过名称来指出类型 - 非模板函数优先于具体化和常规模板，具体化模板优先于常规模板
例如对于刚才的结构体，下面是用于交换逻辑的非模板函数、模板函数和具体化函数的原型：
// 非模板函数 #1
void swap(myStruct &, myStruct &);
// 模板函数 #2
template<typename T>
void swap(T &, T &);
// 模板具体化函数 #3
template <> void swap<myStruct>(myStruct &, myStruct &);
在上述三个函数原型同时存在时，#1优先于#3优先于#2。在具体化函数模板中，可以省略函数名后的<myStruct>，因为参数类型已经表明了这是一个myStruct的具体化函数：
template <> void swap(myStruct &, myStruct &);
实例化与具体化
当我们定义了一个模板函数swap后，通过调用时传入了两个int值可以使得编译器在后台自动为我们实例化了一个int类型的函数，这个函数是编译中产生的，所以我们看不到，但是它确实是产生了，这个过程成为隐式实例化。
同时我们也可以进行显式实例化（explicit instantiation），即可以直接命令编译器创建特定的实例，比如一个处理int的swap函数，只需要这样声明它：
template void swap<int>(int, int);
这是要和显示具体化（explicit specialization）区分开的，具体化是在template后还需要加一个<>：
template < > void swap<int>(int, int);
template < > void swap(int, int);
在template后有无<>是区分显示具体化和显示实例化的重要标志。
通常的，隐式实例化、显式实例化和显示具体化都被称为具体化（specialization）
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