模板（Template）指C++程序设计设计语言中采用类型作为参数的程序设计，支持通用程序设计。C++ 的标准库提供许多有用的函数大多结合了模板的观念，如STL以及IO Stream。使用模板可以使用户为类或者函数声明一种一般模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。
一、函数模板
在c++入门中，很多人会接触swap(int&, int&)这样的函数类似代码如下:
1 void swap(int&a , int& b) {
2 int temp = a;
3 a = b;
4 b = temp;
5 }
但是如果是要支持long,string,自定义class的swap函数,代码和上述代码差不多，只是类型不同，这个时候就是我们定义swap的函数模板,就可以复用不同类型的swap函数代码，函数模板的声明形式如下:
template<class 形参名, class 形参名,......> 返回类型 函数名(参数列表)
{
}
template<typename 形参名, typename 形参名,......> 返回类型 函数名(参数列表)
{
}
swap函数模板的声明和定义代码如下:
1 //method.h
2 #pragma once
3 template <class T> void swap(T& t1, T& t2)
4 {
5 T tmp;
6 tmp = t1;
7 t1 = t2;
8 t2 = tmp;
9 }
上述是模板的声明和定义了，那模板如何实例化呢，模板的实例化是编译器做的事情，与程序员无关，那么上述模板如何使用呢，代码如下:
1 //main.cpp
2 #include <stdio.h>
3 #include "method.h"
4 int main() {
5 //模板方法
6 int num1 = 1, num2 = 2;
7 swap<int>(num1, num2);
8 printf("num1:%d, num2:%d\n", num1, num2);
9 return 0;
10 }
可以注意到，我将函数模板的声明和定义都放在了头文件中，一般来说，函数的声明放在头文件，其定义通常是放在源文件中的，这样在包含头文件时，可以有效避免出现重定义error。但模板的使用，需要实例化，而当实例化一个模板时，编译器必须看到模板确切的定义，而不仅仅是它的声明。（这一部分更多的解释可参考http://blog.csdn.net/lichengyu/article/details/6792135）
二、类模板
考虑我们写一个简单的栈的类，这个栈可以支持int类型，long类型，string类型等等，不利用类模板，我们就要写三个以上的stack类，其中代码基本一样，通过类模板，我们可以定义一个简单的栈模板，再根据需要实例化为int栈，long栈，string栈。
1 //stack.h
2 #pragma once
3 template<class T> class Stack {
4 public:
5 Stack();
6 ~Stack();
7 void push(T t);
8 T pop();
9 bool isEmpty();
10 private:
11 T* m_pT;
12 int m_maxSize;
13 int m_size;
14 };
15
16 //同样，也把类模板中函数的定义写在.h文件中
17
18 //Define of Construct
19 template<class T> Stack<T>::Stack()
20 {
21 m_maxSize = 100;
22 m_size = 0;
23 m_pT = new T[m_maxSize];
24 }
25
26 //Define of Destructor
27 template<class T> Stack<T>::~Stack()
28 {
29 delete[] m_pT;
30 }
31
32 //Define of push()
33 template<class T> void Stack<T>::push(T t)
34 {
35 m_size++;
36 m_pT[m_size - 1] = t;//数组下标从0开始
37 }
38
39 //Define of pop()
40 template<class T> T Stack<T>::pop()
41 {
42 T t = m_pT[m_size - 1];
43 m_size--;
44 return t;
45 }
46
47 //Define of isEmpty();
48 template<class T> bool Stack<T>::isEmpty()
49 {
50 return m_size == 0;
51 }
上述定义了一个类模板--栈，这个栈很简单，只是为了说明类模板如何使用而已，最多只支持100个元素入栈，使用示例如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include "stack.h"
3
4 int main()
5 {
6 Stack<int> intStack;
7 intStack.push(1);
8 intStack.push(2);
9 intStack.push(3);
10
11 while (!intStack.isEmpty())
12 {
13 printf("num:%d\n", intStack.pop());
14 }
15 return 0;
16
17 }
18 //num:3
19 //num:2
20 //num:1
三、模板参数
模板可以有类型参数，也可以有非类型参数（即内置类型参数），也可以有模板参数。
上述类模板的栈有一个限制，就是最多只能支持100个元素，我们可以使用模板参数配置这个栈的最大元素数,如果不配置，就设置默认最大值为100，代码如下:
1 //stack.h
2 #pragma once
3 //模板参数中使用内置的类型参数int，增加栈的最大容纳元素数
4 template<class T,int maxsize=100> class Stack {
5 public:
6 Stack();
7 ~Stack();
8 void push(T t);
9 T pop();
10 bool isEmpty();
11 private:
12 T* m_pT;
13 int m_maxSize;
14 int m_size;
15 };
16
17 //同样，也把类模板中函数的定义写在.h文件中
18
19 //Define of Construct
20 template<class T,int maxsize> Stack<T,maxsize>::Stack() //注意Stack<T,maxsize>中maxsize不要漏了
21 {
22 m_maxSize =maxsize;
23 m_size = 0;
24 m_pT = new T[m_maxSize];
25 }
26
27 //Define of Destructor
28 template<class T,int maxsize> Stack<T,maxsize>::~Stack()
29 {
30 delete[] m_pT;
31 }
32
33 //Define of push()
34 template<class T,int maxsize> void Stack<T,maxsize>::push(T t)
35 {
36 m_size++;//增加元素的个数
37 m_pT[m_size - 1] = t;//入栈，因为数组下标从0开始，所以-1
38 }
39
40 //Define of pop()
41 template<class T,int maxsize> T Stack<T,maxsize>::pop()
42 {
43 T t = m_pT[m_size - 1];
44 m_size--;
45 return t;
46 }
47
48 //Define of isEmpty();
49 template<class T,int maxsize> bool Stack<T,maxsize>::isEmpty()
50 {
51 return m_size == 0;
52 }
使用示例如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include "stack.h"
3
4 int main()
5 {
6 const int maxsize = 1024;
7 Stack<int,1024> intStack;
8 for (int i = 0; i < maxsize; i++)
9 intStack.push(i);
10
11 while (!intStack.isEmpty())
12 {
13 printf("num:%d\n", intStack.pop());
14 }
15 return 0;
16
17 }
18 //num:1023
19 //num:1022
20 //num:1021
21 //...
22 //...
23 //num:0
注：上述代码中template<class T,int maxsize=100> class Stack{};中int maxsize就是非类型的模板参数。有以下几点需要注意的：
1、非类型参数在模板定义的内部是常量值，也就是说非类型参数在模板的内部是常量；
2、非类型模板的参数只能是整型，指针和引用，像double,String,String **这样的类型是不允许的。但是double &,double *，对象的引用或指针是正确的；
3、调用非类型模板形参的实参必须是一个常量表达式，即它必须能在编译时计算出结果；
4、任何局部对象，局部变量，局部对象的地址，局部变量的地址都不是一个常量表达式，都不能用作非类型模板形参的实参。全局指针类型，全局变量，全局对象也不是一个常量表达式，不能用作非类型模板形参的实参。
5、全局变量的地址或引用，全局对象的地址或引用const类型变量是常量表达式，可以用作非类型模板形参的实参；
6、sizeof表达式的结果是一个常量表达死，也能用作非类型模板形参的实参。