简单易懂的比喻+代码示例+逐步递进，让你学得轻松又扎实！
1️⃣ 模板（Template）是什么？
🌟 先来个简单的例子
假设你写了一个 计算两个数之和 的函数：
int add(int a, int b) {return a + b;
}
✅ 可以处理整数 int，但如果想计算 小数 double 呢？
你得再写一个函数：
double add(double a, double b) {return a + b;
}
⚠️ 问题： 代码重复！不同类型的数据都要单独实现，怎么办？
💡 模板 来解决！
2️⃣ 函数模板
🚀 基本语法
template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}
🔹 代码解析
template <typename T>：告诉编译器 T 是一个占位符，代表"某种类型"。T add(T a, T b)：参数a、b和返回值的类型都是T，编译时会替换成具体类型。
🌰 示例：使用模板
#include <iostream>// 定义函数模板
template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}int main() {std::cout << add(3, 5) << std::endl; // T = intstd::cout << add(3.14, 2.71) << std::endl; // T = double
}
🎯 编译器会自动推导 T 的类型：
add(3, 5)→int add(int a, int b)add(3.14, 2.71)→double add(double a, double b)
3️⃣ 类模板
🚀 为什么要用类模板？
问题： 你写了一个 存储整数 的
Box类：
class Box {
private:int value;
public:Box(int v) : value(v) {}int getValue() { return value; }
};
但如果想存 double 或 std::string 呢？
✅ 类模板 让 一个类 适用于 所有类型！
🌟 语法
template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() { return value; }
};
🌰 使用类模板
#include <iostream>// 定义类模板
template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() { return value; }
};int main() {Box<int> intBox(10); // T = intBox<double> doubleBox(3.14); // T = doubleBox<std::string> strBox("Hi"); // T = std::stringstd::cout << intBox.getValue() << std::endl;std::cout << doubleBox.getValue() << std::endl;std::cout << strBox.getValue() << std::endl;
}
🎯 T 被替换成不同类型，一个模板搞定所有情况！
4️⃣ 非类型模板参数
🚀 什么是非类型模板参数？
模板不仅可以接受类型参数，还可以接受常量参数！
template <typename T, int N>
class Array {
private:T data[N]; // N 是数组大小
public:int size() { return N; }
};
🌰 示例
#include <iostream>// 定义类模板，N 是数组大小
template <typename T, int N>
class Array {
private:T data[N];
public:int size() { return N; }
};int main() {Array<int, 5> arr1; // T = int, N = 5Array<double, 10> arr2; // T = double, N = 10std::cout << arr1.size() << std::endl; // 输出 5std::cout << arr2.size() << std::endl; // 输出 10
}
🎯 N 是常量，必须在编译时确定，不能传变量！
5️⃣ 模板特化
🚀 什么是模板特化？
问题： 如果
Box<std::string>需要特殊处理，怎么办？
✅ 模板特化（Template Specialization） 允许我们针对特定类型提供不同实现！
🌰 示例
#include <iostream>// 普通模板
template <typename T>
class Box {
public:void print(T value) {std::cout << "普通值: " << value << std::endl;}
};// 针对 std::string 特化
template <>
class Box<std::string> {
public:void print(std::string value) {std::cout << "字符串: " << value << std::endl;}
};int main() {Box<int> intBox;intBox.print(42); // 输出：普通值: 42Box<std::string> strBox;strBox.print("Hello"); // 输出：字符串: Hello
}
🎯 特化后的 Box<std::string> 代码与普通模板不同，实现了不同逻辑！
6️⃣ 可变参数模板
🚀 为什么需要可变参数模板？
问题： 有时候，函数/类的参数个数不固定，怎么办？
✅ 可变参数模板（Variadic Template） 允许任意数量的模板参数！
🌰 示例
#include <iostream>// 递归终止条件
void print() { std::cout << std::endl; }// 递归展开参数
template <typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... rest) {std::cout << first << " ";print(rest...); // 递归展开剩余参数
}int main() {print(1, "Hello", 3.14, "C++", 42);
}
🎯 编译器会递归展开参数，直到 print() 没有参数，终止递归。
✨ 总结
| 特性 | 作用 |
|---|---|
| 函数模板 | 适用于 任意类型 的函数 |
| 类模板 | 适用于 任意类型 的类 |
| 非类型模板参数 | 模板参数不仅限于类型，还可以是整数常量 |
| 模板特化 | 针对特定类型 提供不同实现 |
| 可变参数模板 | 允许 任意数量的模板参数 |
