概述
在 C++ 编程中，我们经常会遇到这样的场景：需要实现功能完全相同，但处理数据类型不同的函数。比如交换两个整数、交换两个浮点数、交换两个字符的函数。最直接的想法是用函数重载，但这种方式的弊端显而易见 —— 代码复用率低、可维护性差。而模板（Template）作为泛型编程的核心，恰好解决了这个问题，让我们能编写与类型无关的通用代码。
一、泛型编程：模板的设计思想
1. 函数重载的痛点
先看一个熟悉的场景：实现不同类型的交换函数。用函数重载的写法如下：
// 交换 int 类型 void Swap(int& left, int& right) { int temp = left; left = right; right = temp; } // 交换 double 类型 void Swap(double& left, double& right) { double temp = left; left = right; right = temp; } // 交换 char 类型 void Swap(char& left, char& right) { char temp = left; left = right; right = temp; }
这种写法有两个致命问题：
- 代码复用率低：新增类型（如
long、string）时，必须手动添加对应的重载函数； - 可维护性差：如果逻辑需要修改（比如优化交换逻辑），所有重载函数都要同步修改，一个出错可能全量报错。
2. 泛型编程的核心思路
我们需要一个'模具'：告诉编译器一个通用逻辑，让编译器根据不同的类型自动生成对应的代码。这就是泛型编程—— 编写与类型无关的通用代码，而模板是泛型编程的基础。
模板分为两类：
- 函数模板：针对函数的通用模板；
- 类模板：针对类的通用模板。
二、函数模板：通用函数的'模具'
1. 函数模板的概念
函数模板代表一个函数家族，与类型无关，在使用时通过参数化（指定类型），由编译器生成对应类型的具体函数。
2. 函数模板的格式
template<typename T1, typename T2, ..., typename Tn> 返回值类型 函数名 (参数列表) {
// 函数体（通用逻辑）
}
template：声明模板的关键字；typename：定义模板参数的关键字，也可以用class代替（注意：不能用struct）；T1、T2...：模板参数（类型占位符），可以理解为'待确定的类型'。
用函数模板重构上面的 Swap 函数：
// 通用交换函数模板 template<typename T> // 声明模板参数 T void Swap(T& left, T& right) { T temp = left; left = right; right = temp; }
这一段代码就能替代所有类型的 Swap 重载函数，编译器会根据传入的实参类型自动生成对应版本。
3. 函数模板的原理
很多人会误以为函数模板是'万能函数'，能直接处理所有类型 —— 这是错误的！
函数模板本身不是函数，而是编译器生成具体函数的'模具'。其核心原理是：在，编译器根据传入的实参类型，推演模板参数 的具体类型，然后生成一份专门处理该类型的函数代码。
