EasyC++42，模板实例化

大家好，我是梁唐。

这是EasyC++系列的第42篇，来聊聊模板实例化和具体化。

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实例化和具体化

关于函数模板，还有一个很重要的概念，就是实例化。

我们在编写代码时，如果只是编写了函数模板本身，编译器是不会为我们生成函数的定义的。当编译器使用模板为特定的类型生成函数定义时，就会得到一个模板的实例。这个概念有点像是Python里的元类，元类的实例是另外一个类。

比如我们定义了一个函数模板：

template <typename T>
void Swap(T &a, T &b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

当我们调用它，传入两个int类型的时候，编译器就会生成一个实例，这个实例使用的类型是int。当我们使用double类型的参数又一次调用的时候，编译器会继续生成double类型的实例。这个生成实例的过程是不可见的，所以被称为隐式实例化。

在早年的C++版本当中只支持隐式实例化，但现在C++允许显示实例化。也就意味着我们可以手动命令编译器创建特定的实例，比如Swap<int>()。语法是通过<>声明指定模板类型，并且在声明之前加上关键字template，如：

template void Swap<int>(int, int);

这个语法看起来和显式具体化非常相似，显式具体化的写法是：

template<> void Swap<int>(int &, int &);
template<> void Swap(int &, int &);

看起来非常相似，但是含义是完全不同的。显式具体化的含义是对于某特定类型不要使用原模板生成函数，而应专门使用指定的函数定义。而显式实例化是使用之前的模板函数的定义的，只不过是手动触发编译器创建函数实例而已。

对了，我们不能同时在一个文件中，使用同一种类型的显式实例化和显式具体化，这会引起报错。

我们如果死记显式实例化的声明，的确很容易和具体化混淆。但我们可以在代码当中直接使用，直接使用的形式则要简单许多，只需要通过<>表明类型即可。例如：

template <typename T>
T Add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
	int a = 3;
	double b = 3.5;
	cout << Add<double>(a, b) << endl;
}

在上面这段代码当中，我们通过给Add函数加上了<double>来手动创建了一个接受double类型的函数。需要注意的是，我们传入的a是一个int类型。所以编译器会执行强制类型转换，将它转换成double传入。