目录
前言
一、非类型模板参数
二、模板的特化
1、概念
2、函数模板特化
3、类模板特化
1）全特化
2）偏特化
三、模板的分离编译
1、什么是分离编译
2、模板的分离编译
四、模板总结
前言
前面我们已经学习了【模板初阶】，对模板有了基本的认识，下面我们将从非类型模板参数、模板的特化和模板分离编译对模板进行更加深入的学习。
一、非类型模板参数
模板参数分为类型形参与非类型形参。
类型形参：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之类的参数类型名称。
非类型形参：就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用。
下面是一个常见的模板类型的静态数组，它可以定义不同类型的对象。但是无法对不同类型的对象定义不同的大小。为了实现这个功能，C++提供了非类型形参。
非类型参数必须是整型参数。
二、模板的特化
1、概念
使用模板可以实现一些与类型无关的代码，但对于一些特殊类型的可能会得到一些错误的结果，需要特殊处理，比如：实现了一个专门用来进行小于比较的函数模板：
????【解答】Less绝对多数情况下都可以正常比较，但是在特殊场景下就得到错误的结果。上述示例中，p1指向的d1显然小于p2指向的d2对象，但是Less内部并没有比较p1和p2指向的对象内容，而比较的是p1和p2指 针的地址，这就无法达到预期而错误。 此时，就需要对模板进行特化。即：在原模板类的基础上，针对特殊类型所进行特殊化的实现方式。模板特化中分为函数模板特化与类模板特化。
2、函数模板特化
特化：对某些类型进行特殊化处理。
函数模板的特化步骤：
⭕ 必须要先有一个基础的函数模板
⭕关键字template后面接一对空的尖括号<>
⭕ 函数名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型
⭕函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同，如果不同编译器可能会报一些奇怪的错误。
函数模板的特殊类型也可以使用函数重载，实现简单明了，代码的可读性高，容易书写，因为对于一些参数类型复杂的函数模板，特化时特别给出，因此函数模板不建议特化。
3、类模板特化
1）全特化
全特化：是将模板参数列表中所有的参数都确定化。
2）偏特化
偏特化：任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本
① 部分特化：将模板参数类表中的一部分参数特化
②参数更进一步的限制：偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。有多种组合方式。
????【运行结果】
三、模板的分离编译
1、什么是分离编译
一个程序（项目）由若干个源文件共同实现，而每个源文件单独编译生成目标文件，最后将所有目标文件链 接起来形成单一的可执行文件的过程称为分离编译模式。
2、模板的分离编译
如果将模板的声明与定义分离开，在头文件中进行声明，源文件中完成定义，就会出现链接错误。
????【解答】
C/C++文件运行，一般要经历以下步骤：预处理—>编译—>汇编—>链接
在 func.cpp 中，编译器没有看到对Add模板函数的实例化，因此不会生成具体的加法函数。
????【解决方法】将声明和定义放到一个文件 "xxx.hpp" 里面，在同一个文件里有声明，直接就实例化，编译时就有地址，不需要链接。
四、模板总结
【优点】
⭕模板复用了代码，节省资源，更快的迭代开发，C++的标准模板库(STL)因此而产生
⭕ 增强了代码的灵活性
【缺陷】
⭕模板会导致代码膨胀问题，也会导致编译时间变长
⭕出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误
五、完整代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
//类型模板参数
//#define N 10
//template<class T>
//class Array
//{
//public:
//
//private:
// T _a[N];
//};
//int main()
//{
// Array<int> a1;
// Array<double> a1;
//}
//
//
// 1. 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
// 2. 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。
//#define N 10
//template<class T,int N=10>
//class Array
//{
//public:
//
//private:
// T _a[N];
//};
//
//int main()
//{
// Array<int,10> a1;
// Array<double,100> a2;
//}
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator<(const Date& d)const
{
return (_year < d._year) ||
(_year == d._year && _month < d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day);
}
bool operator>(const Date& d)const
{
return (_year > d._year) ||
(_year == d._year && _month > d._month) ||
(_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day);
}
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 函数模板 -- 参数匹配
//template<class T>
//bool Less(T left, T right)
//{
// return left < right;
//}
//
// //模板特化 -- 某些类型特殊化处理
//template<>
//bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
//{
// return *left < *right;
//}
//
//bool Less(Date* left, Date* right)
//{
// return *left < *right;
//}
//
//int main()
//{
// cout << Less(1, 2) << endl; // 可以比较，结果正确
//
// Date d1(2022, 7, 7);
// Date d2(2022, 7, 8);
// cout << Less(d1, d2) << endl; // 可以比较，结果正确
//
// Date* p1 = &d1;
// Date* p2 = &d2;
// cout << Less(p1, p2) << endl; // 需要模板特化
//
// return 0;
//}
template<class T>
struct Less
{
bool operator()(const T& l, const T& r) const
{
return l < r;
}
};
//
//
// //全特化
//template<>
//struct Less<Date*>
//{
// bool operator()(const Date* l, const Date* r) const
// {
// return *l < *r;
// }
//};
//
偏特殊 -- 进一步限制
//template<class T>
//struct Less<T*>
//{
// bool operator()(const T* l, const T* r) const
// {
// return *l < *r;
// }
//};
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
// 将第二个参数特化为int
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
private:
T1 _d1;
int _d2;
};
//两个参数类型不同
template<>
class Data<int, char>
{
public:
Data() { cout << "Data<int, char>" << endl; }
private:
int _d1;
char _d2;
};
//参数是不同类型的指针
template<>
class Data<int*, char*>
{
public:
Data() { cout << "Data<int*, char*>" << endl; }
private:
int _d1;
char _d2;
};
//参数为指针模板
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
//参数是引用
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
Data(const T1& d1 = T1(), const T2& d2 = T2())
: _d1(d1)
, _d2(d2)
{
cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
}
private:
const T1& _d1;
const T2& _d2;
};
//参数为引用和指针
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2*>
{
public:
Data(const T1& d1 = T1())
{
cout << "Data<T1&, T2*>" << endl;
}
};
//int main()
//{
// Data<int, int> d1;
// Data<int*, char*> d2;
// Data<int*, int> d3;
// Data<double, int> d4;
//
// Data<int*, int*> d5;
//
// Data<int&, char&> d6;
// Data<int&, char*> d7;
//
// return 0;
//}
#include"Func.h"
int main()
{
Add(1, 2);
Add(1.0, 2.0);
return 0;
}