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C++初階學(xué)習(xí)之模板進(jìn)階

更新時(shí)間：2022年01月15日 16:08:16 作者：可口也可樂、

這篇文章主要為大家介紹了C++模板進(jìn)階，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

一、非模板類型參數(shù)

分類：

模板參數(shù)分類類型形參與非類型形參

概念：

1.類型形參：

出現(xiàn)在模板參數(shù)列表中，跟在class或者typename之類的參數(shù)類型名稱

2.非類型形參：

用一個(gè)常量作為類(函數(shù))模板的一個(gè)參數(shù)，在類(函數(shù))模板中可將該參數(shù)當(dāng)成常量來使用

示例：

namespace cole
{
	// 定義一個(gè)模板類型的靜態(tài)數(shù)組
	template<class T, size_t N = 10>
	class array
	{
	public:
		T& operator[](size_t index) 
		{ 
			return _array[index]; 
		}

		const T& operator[](size_t index)const 
		{ 
			return _array[index]; 
		}

		size_t size()const 
		{ 
			return _size; 
		}

		bool empty()const 
		{ 
			return 0 == _size; 
		}
	private:
		T _array[N];
		size_t _size;
	};
}

注意：

1.浮點(diǎn)數(shù)、類對象以及字符串是不允許作為非類型模板參數(shù)的

2.非類型的模板參數(shù)必須在編譯期就能確認(rèn)結(jié)果

二、模板特化

概念：

使用模板可以實(shí)現(xiàn)一些與類型無關(guān)的代碼，但對于一些特殊類型的可能會得到一些錯(cuò)誤的結(jié)果

示例：

template<class T>
bool IsEqual(const T& left, const T& right)
{
	return left == right;
}
// 函數(shù)模板的特化 （針對某些類型的特殊化處理）
//bool IsEqual(const char* const & left,const char* const & right)
bool IsEqual(const char* left, const char* right)
{
	return strcmp(left, right) == 0;
}
int main()
{
	cout << IsEqual(1, 2) << endl;
	char p1[] = "hello";
	char p2[] = "hello";
	cout << IsEqual(p1, p2) << endl;;
	return 0;
}

特殊化結(jié)果：

不做特殊化結(jié)果：

注：此時(shí)對于字符串比較就需要對模板進(jìn)行特化（在原模板類的基礎(chǔ)上，針對特殊類型所進(jìn)行特殊化的實(shí)現(xiàn)方式）

特化分類：

函數(shù)模板特化與類模板特化

1、函數(shù)模板特化

函數(shù)模板的特化步驟：

必須要先有一個(gè)基礎(chǔ)的函數(shù)模板
關(guān)鍵字template后面接一對空的尖括號<>
函數(shù)名后跟一對尖括號，尖括號中指定需要特化的類型
函數(shù)形參表: 必須要和模板函數(shù)的基礎(chǔ)參數(shù)類型完全相同，如果不同編譯器可能會報(bào)一些奇怪的錯(cuò)誤

示例：

template<class T>
bool IsEqual(const T left, const T right)
{
	return left == right;
}
template<>
bool IsEqual<char*>(char* left,char* right)
{
	if (strcmp(left, right) == 0)
		return true;
	return false;
}

結(jié)果：

注：一般情況下如果函數(shù)模板遇到不能處理或者處理有誤的類型，為了實(shí)現(xiàn)簡單通常都是將該函數(shù)直接給出

示例：

bool IsEqual(char* left, char* right)
{
	if (strcmp(left, right) == 0)
		return true;
	return false;
}

2、類模板特化

1）全特化

概念：

全特化即是將模板參數(shù)列表中所有的參數(shù)都確定化

示例：

template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};
template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data() { cout << "Data<int, char>" << endl; }
private:
	int _d1;
	char _d2;
};
void TestVector()
{
	Data<int, int> d1;
	Data<int, char> d2;
}

2）偏特化

概念：

任何針對模版參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行條件限制設(shè)計(jì)的特化版本

偏特化有以下兩種表現(xiàn)方式：

1.部分特化

將模板參數(shù)類表中的一部分參數(shù)特化

示例：

// 將第二個(gè)參數(shù)特化為inttemplate <class T1>class Data<T1, int>{public:Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }private:T1 _d1;int _d2;};// 將第二個(gè)參數(shù)特化為int
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	int _d2;
};

2.參數(shù)更進(jìn)一步的限制

偏特化并不僅僅是指特化部分參數(shù)，而是針對模板參數(shù)更進(jìn)一步的條件限制所設(shè)計(jì)出來的一個(gè)特化版本

示例：

//兩個(gè)參數(shù)偏特化為指針類型template <typename T1, typename T2>class Data <T1*, T2*>{public:Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }private:T1 _d1;T2 _d2;};//兩個(gè)參數(shù)偏特化為引用類型template <typename T1, typename T2>class Data <T1&, T2&>{public:Data(const T1& d1, const T2& d2): _d1(d1), _d2(d2){cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;}private:const T1& _d1;const T2& _d2;};void test2(){Data<double, int> d1; // 調(diào)用特化的int版本Data<int, double> d2; // 調(diào)用基礎(chǔ)的模板Data<int*, int*> d3; // 調(diào)用特化的指針版本Data<int&, int&> d4(1, 2); // 調(diào)用特化的指針版本}//兩個(gè)參數(shù)偏特化為指針類型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};
//兩個(gè)參數(shù)偏特化為引用類型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
	Data(const T1& d1, const T2& d2)
		: _d1(d1)
		, _d2(d2)
	{
		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
	}
private:
	const T1& _d1;
	const T2& _d2;
};
void test2()
{
	Data<double, int> d1; // 調(diào)用特化的int版本
	Data<int, double> d2; // 調(diào)用基礎(chǔ)的模板
	Data<int*, int*> d3; // 調(diào)用特化的指針版本
	Data<int&, int&> d4(1, 2); // 調(diào)用特化的指針版本
}

三、模板分離編譯

分離編譯概念：

一個(gè)程序（項(xiàng)目）由若干個(gè)源文件共同實(shí)現(xiàn)，而每個(gè)源文件單獨(dú)編譯生成目標(biāo)文件，最后將所有目標(biāo)文件鏈接起來形成單一的可執(zhí)行文件的過程稱為分離編譯模式

模板分離編譯：

假如有以下場景，模板的聲明與定義分離開，在頭文件中進(jìn)行聲明，源文件中完成定義

示例：

// a.h
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right);
// a.cpp
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}
// main.cpp
#include"a.h"
int main()
{
	Add(1, 2);
	Add(1.0, 2.0);
	return 0;
}

注：以上代碼的模板分離編譯會報(bào)錯(cuò)

分析：