C++是一种多范式编程语言，可以使用面向过程、面向对象和泛型编程等多种编程风格。其中，泛型编程是C++语言中的一个重要特性，它使得代码可以在不考虑具体类型的情况下编写。
什么是泛型编程
泛型编程是指使用一种通用的代码对不同数据类型进行操作的编程技术。通过泛型编程，我们可以编写不依赖于具体数据类型的代码，从而提高代码的复用性和灵活性。
在C++中，泛型编程主要依赖于两个特性：模板（Templates）和泛型算法（Generic Algorithms）。模板允许我们定义通用的代码，而泛型算法则是利用这些通用代码来操作不同类型的数据。
C++模板
模板是一种通用的代码，可以被用来生成特定类型的函数、类或者对象。通过使用模板，我们可以将代码中的具体类型参数化，从而实现代码的复用。
函数模板
函数模板是一种用于生成函数的模板。它以template关键字开始，后面跟着一个类型参数列表，形如template <typename T>。在函数定义时，可以使用这些类型参数来表示不同的数据类型。
下面是一个简单的函数模板示例，用于交换两个值的函数：
template <typename T>
void swap(T& a, T& b) {
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
在调用这个函数时，可以自动推断出模板参数，或者显式地指定类型：
int a = 1, b = 2;
swap(a, b); // 自动推断类型
类模板
类模板是一种用于生成类的模板。它以template关键字开始，后面跟着一个类型参数列表，形如template <typename T>。在类定义时，可以使用这些类型参数来表示不同的数据类型。
下面是一个简单的类模板示例，用于实现栈数据结构：
template <typename T>
class Stack {
public:
// 省略部分代码...
void push(const T& value) {
// 压栈操作
}
T pop() {
// 出栈操作
}
bool empty() const {
// 判断栈是否为空
}
private:
// 省略部分代码...
};
在创建类模板的对象时，可以自动推断出模板参数，或者显式地指定类型：
Stack<int> stack; // 自动推断类型
C++泛型算法
泛型算法是用于操作容器中元素的通用算法。C++标准库提供了大量的泛型算法，例如排序、查找、变换等。
这些泛型算法可以应用于多种容器类型，例如数组、vector、list等。在调用这些算法时，只需提供迭代器参数即可，无需关心容器中元素的具体类型。
下面是一个使用泛型算法对数组进行排序的示例：
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main() {
int arr[] = {9, 5, 7, 2, 4};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
std::sort(arr, arr + n);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
std::cout << arr[i] << " ";
}
return 0;
}
在这个例子中，我们使用了std::sort算法对数组进行排序。这个算法可以适用于不同类型的容器，而不仅仅限于数组。
总结
泛型编程是C++语言中的一项重要特性，可以提高代码的复用性和灵活性。通过模板和泛型算法，我们可以编写不依赖于具体类型的代码，使得代码可以被用于操作不同类型的数据。在使用泛型编程时，我们需要注意类型参数的推导和约束，以确保代码的正确性。
本文来自极简博客，作者：数据科学实验室，转载请注明原文链接：C++中的泛型编程技术
