太陽系後援會

在C++中Template是什麼呢?為什麼要有這個東西?

簡單來說，如果今天我要做兩個數字的總合函式，傳統方式該怎麼寫呢?

int SumInt(int iA, int iB)
{
    return (iA + iB);
}

float SumFloat(float fA, float fB)
{
    return (fA + fB);
}

由此可見，傳統的方式必須要考慮傳入和傳回的變數型態，然後撰寫各自的函式，可是其實內容卻是相同的演算法，就只有型態的不同而已。所以幾乎是相同的程式碼要複製很多份，在修改其中的變數型態。
聰明的工程師怎麼可以做出如此愚蠢的事，當然要至做出一種樣本，讓使用的人來決定該怎麼用才對。這種迂腐的行為實在是太不應該了，所以就有Template的存在。
有圖有真相，請看

Template的宣告方式為：

template<class T>
ReturnType FunctionName(parameter list)

所以上面兩個函式可以用template改寫成：

template<class T>
T Sum(T tA, T tB)
{
    return (tA + tB);
}

寫好這個函式之後，當要執行相同型別的加法運算時，就可以呼叫這個樣板函式，呼叫的方式為：

int iA = 10, iB = 20;
int iTotal = Sum<int>(iA, iB);

當然你也可以定義複雜一點的樣板函式，以Sum這個函式來看，加總兩個不同型別並回傳不同型別是可以做到的，請往下看。

template<class Return, class Type1, class Type2>
Return Sum(Type1 tA, Type2 tB)
{
    return ((Return)tA + (Return)tB);
}

使用範例：

int iA = 10;
float fB = 20.5f;
double dTotal = Sum<double, int, float>(iA, fB);

這些都還只是牛刀小試，Template的功用還不只如此，還可以應用到class上。今天如果是個Class，它做的事情可能有加法、乘法、平均或其他更多的運算，我要針對不同的型態去寫幾乎一樣的class，又假如今天這些功能是隨著時間，一項一項被要求多加的功能，而且只有Int class要加，float class不要加，我們要怎麼再"複製"並"修改"這N份不同型態的Code？

光想就是一件累死人的事情了。 

這樣也很少會所有型態的class都在同一份檔案中，就像他們在混沌之海中各自漂浮一樣。

咦？那如果說傳回值的型態也不一定的話...。

沒錯。

如果template這麼方便，那不如把它用在宣告變數如何？

使用template的值是在Compile時就要處理完的（跟Define一樣），所以我們沒辦法直接用template宣告一個變數。

但是我們可以間接的使用template來宣告變數，如以下的例子。

template<class Datatype, int SIZE>
class ksArray
{
public:
    void Set(Datatype item, int index)
    {
        m_array[index] = item;
    }
    // get function, gets an index
    Datatype Get(int index)
    {
        return m_array[index];
    }
private:
    // the array.
    Datatype m_array[SIZE];
};

上面的template中有一段”int SIZE”，所以我們也可以在template中寫一些像是Define的資訊。

template< class Datatype, int SIZE, Datatype DEFAULT > 

1: Array< int, 5, 0 > array1;
代表宣告了一個長度5的int陣列，陣列元素的初始值0

2: Array< int, 10, 42 > array2;
代表宣告了一個長度10的int陣列，陣列元素的初始值42 

3: Array< float, 5, 0.5f > array3;
代表宣告了一個長度5的float陣列，陣列元素的初始值0.5 

使用時還可以順便做陣列的邊界檢查呢(當然要自行在class中寫這些判斷)。

上圖就是Template的目的，其實就是”方便”，他跟Define是很類似的東西，上頭一直強調的，原本需要複製並修改的Code，現在使用template就可以省略這些步驟了，因為等於它幫我們做了。幫助我們省略這些繁瑣的步驟，除了方便外，這同時也代表了Code的可讀性變好了，變簡潔了，也讓除錯變得比較容易。