【C++】——模板初阶 | STL简介，C++模板初阶与STL简介概述

摘要：本文介绍了C++中的模板初阶概念，包括STL（标准模板库）简介。STL是一个用于开发C++程序的强大工具，它包含一系列预定义的模板类和函数，可以方便地实现各种常见的数据结构和算法。通过STL的使用，开发者可以提高编程效率，减少代码量，并增强代码的可读性和可维护性。本文旨在帮助读者了解STL的基本概念和用途，以便更好地使用C++进行开发。

泛式编程（Generic Programming）是一种编程范式，其核心思想是编写可以在不同数据类型上通用的代码，以提高代码的复用性、可维护性和可扩展性，在C++中，我们可以使用模板来实现泛型编程。

模板是一种编程技术，它允许我们编写与数据类型无关的通用代码，C++中的模板分为两种：函数模板和类模板。

1、1 函数模板

函数模板是一种通用的函数，可以在编译时根据传入的参数类型生成特定类型的函数，函数模板的定义格式如下：

template <typename T>
返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数体
}

我们可以定义一个函数模板来返回两个数中的最大值：

template <typename T>
T maximum(T x, T y) {
    return (x > y) ? x : y;
}

在编译阶段，对于模板函数的使用，编译器会根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数，当我们用maximum(10, 20)调用函数模板时，编译器会将T确定为int类型，生成处理int类型的函数实例。

函数模板实例化是指根据具体的类型，生成模板函数的过程，当编译器遇到对函数模板的调用时，会根据传递的参数类型推导出模板参数的具体类型，并生成相应的函数实例。

模板参数的匹配原则：当一个非模板函数和一个同名的函数模板同时存在时，编译器会根据一定的匹配规则来确定使用哪一个函数，如果函数调用的参数列表与非模板函数的参数列表精确匹配，那么将调用非模板函数，如果函数调用的参数列表可以匹配到函数模板的模板参数类型，并且生成一个能够匹配的实例化函数，那么将调用函数模板的实例化版本。

接下来我们来讲讲类模板和STL简介。

类模板与STL简介

类模板是C++中的一种重要技术，它允许我们定义与数据类型无关的通用类，类模板的使用方式与函数模板类似，我们可以在类定义中使用模板参数来表示类的成员变量和成员函数的数据类型。

template <typename T>
class Stack {
private:
    T elements[N]; // 假设N为栈的最大容量
    int top; // 栈顶索引
public:
    Stack() : top(-1) {} // 初始化栈顶索引为-1，表示栈为空
    void push(const T& element); // 入栈操作
    T pop(); // 出栈操作
    // 其他成员函数...
};

STL（Standard Template Library）是C++标准库的一部分，提供了一系列基于模板的通用算法和数据结构，STL中的许多容器和算法都是基于类模板和函数模板实现的，可以方便地处理各种数据类型，了解STL的基本概念和用法，对于提高C++编程效率和质量非常重要，在后续的学习中，我们将深入探讨STL的使用和高级技巧。