一、泛型編程

我們前面已經(jīng)學(xué)過(guò)函數(shù)的重載，實(shí)現(xiàn)了在函數(shù)名相同的情況下，實(shí)現(xiàn)不同的功能！

例如：

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
void Swap(double& left, double& right)
{
	double temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
void Swap(char& left, char& right)
{
	char temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

利用函數(shù)重載雖然實(shí)現(xiàn)了“通用”的交換函數(shù)，但是會(huì)有以下問(wèn)題：

• 重載的函數(shù)僅僅是類(lèi)型不同，代碼復(fù)用率低，只要有新的類(lèi)型時(shí)，有需要用戶(hù)自己增加新的重載函數(shù)。
• 代碼的可維護(hù)性低，一個(gè)出錯(cuò)可能所有的重載都出錯(cuò)。

??????：在C++中是否存在一個(gè)模具，通過(guò)給這個(gè)模具中填充不同的材料(類(lèi)型），來(lái)獲得不同的鑄件（即生成具體的代碼）。

泛型編程：編寫(xiě)與類(lèi)型無(wú)關(guān)的通用代碼，是代碼復(fù)用的一種的手段。模板是泛型編程的基礎(chǔ)。

二、函數(shù)模板

2.1、函數(shù)模板的概念

函數(shù)模板代表了一個(gè)函數(shù)家族，該函數(shù)模板與類(lèi)型無(wú)關(guān)，在使用時(shí)被參數(shù)化，根據(jù)實(shí)參類(lèi)型產(chǎn)生函數(shù)的特定類(lèi)型版本。

2.2、函數(shù)模板的格式

template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>

返回值類(lèi)型 函數(shù)名（參數(shù)列表）{}

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

??注意：typename 是用來(lái)定義函數(shù)模板參數(shù)關(guān)鍵字的，也可以用class，但是不可以用struct。

2.3、函數(shù)模板的原理

函數(shù)模板我們可以理解為一個(gè)藍(lán)圖，它本身并不是函數(shù)，在編譯器編譯階段根據(jù)傳入的實(shí)參類(lèi)型來(lái)推演生成對(duì)應(yīng)類(lèi)型的函數(shù)以供調(diào)用，也叫做函數(shù)模板的實(shí)例化。

2.4、函數(shù)模板的實(shí)例化

用不同類(lèi)型的對(duì)象使用函數(shù)模板時(shí)，稱(chēng)為函數(shù)模板的實(shí)例化。模板參數(shù)實(shí)例化分為隱式實(shí)例化和顯示實(shí)例化。

2.4.1、隱式實(shí)例化

讓編譯器根據(jù)實(shí)參推演模板參數(shù)的實(shí)際類(lèi)型。

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{
	return left + right;
}
int main(){
	int a1 = 10, a2 = 20;
	double d1 = 10.0, d2 = 20.0;
	Add(a1, a2);
	Add(d1, d2);
	//Add(a1, d1);
	Add(a1, (int)d1);
	system("pause");
	return 0;
}

2.4.2、顯示實(shí)例化

讓函數(shù)名后的<>中指定模板參數(shù)的實(shí)際類(lèi)型。

int main(){
	int a = 10;
	double b = 20.0;
	//Add(a, (int)b);//隱式
	Add<int>(a, b);//顯示
	system("pause");
	return 0;
}

Add(a, b);目的在于如果類(lèi)型不匹配，編譯器會(huì)嘗試進(jìn)行隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，如果無(wú)法轉(zhuǎn)換成功編譯器將會(huì)報(bào)錯(cuò)。

三、類(lèi)模板

3.1、類(lèi)模板的定義格式

template<typename T1, typename T2,…,typename Tn>

class 類(lèi)模板名

{

//類(lèi)內(nèi)成員

}；

3.1、類(lèi)模板的實(shí)例化

類(lèi)模板實(shí)例化與函數(shù)模板實(shí)例化不同，類(lèi)模板實(shí)例化傳的是類(lèi)型，而函數(shù)模板實(shí)例化傳的是對(duì)象，類(lèi)模板實(shí)例化需要在類(lèi)模板名字后面跟上<>，然后將實(shí)例化類(lèi)型放在<>中即可！

vector<int> s1;

??:與普通類(lèi)不同，這里vector是類(lèi)名，而vector才是類(lèi)型。

四、模板的特化

4.1、概念

通常情況下，我們使用模板可以實(shí)現(xiàn)一些與類(lèi)型無(wú)關(guān)的代碼，但是對(duì)于一些特殊類(lèi)型可能會(huì)得到一些錯(cuò)誤的結(jié)果，需要特殊處理。

template<class T>
bool Less(T left, T right){
	return left < right;
}
//特化
template<>
bool Less<Date*>(Date* p1, Date* p2)
{
	cout << "調(diào)用的模板函數(shù)的特化" << endl;
	return *p1 < *p2;
}
//只要是指針  都可以調(diào)用這個(gè)，這個(gè)思想很重要
//偏特化的帶限制條件（指針類(lèi)型可調(diào)）
template<class T>
bool Less(T* left, T* right)
{
	cout << "調(diào)用的函數(shù)模板" << endl;
	return *left < *right;
}

代碼解釋?zhuān)寒?dāng)我們?cè)趯?shí)參部分傳的是Date型指針的時(shí)候，如果不特化處理，結(jié)果會(huì)出錯(cuò)。

上述就是在原模板的基礎(chǔ)上針對(duì)特殊類(lèi)型所進(jìn)行特殊化的實(shí)現(xiàn)方式。模板特化中分為函數(shù)模板特化和類(lèi)模板特化。

4.2、函數(shù)模板特化步驟

• 必須要先有一個(gè)基礎(chǔ)的函數(shù)模板。
• 關(guān)鍵字template后面接一隊(duì)空的<>。
• 函數(shù)名后跟一對(duì)<>，尖括號(hào)中指定需要特化的類(lèi)型。
• 函數(shù)形參表：必須要和模板函數(shù)的基礎(chǔ)參數(shù)類(lèi)型完全相同，如果不同編譯器可能會(huì)報(bào)一些奇怪的錯(cuò)誤。

template<class T>
bool Less(T left, T right){
	return left < right;
}
//特化
template<>
bool Less<Date*>(Date* p1, Date* p2)
{
	cout << "調(diào)用的模板函數(shù)的特化" << endl;
	return *p1 < *p2;
}

4.3、類(lèi)模板的特化

4.3.1、全特化

全特化就是將模板參數(shù)中所有的參數(shù)都確定化

//類(lèi)模板
template<class T1, class T2>
class data
{
public:
	data(T1 a, T2 b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "data<T1, T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _a;
	T2 _b;
};
//全特化
template<>
class data <int, char>
{
public:
	data(int a, char b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "全特化data<int, char>" << endl;
	}
private:
	int _a;
	char _b;
};
int main()
{
	data<int, int> s1(1, 2);
	data<int, char> s2(1, 'a');
}

4.3.2、偏特化

偏特化：任何針對(duì)模板參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行條件限制設(shè)計(jì)的特化版本。比如對(duì)一下類(lèi)模板：

//類(lèi)模板
template<class T1, class T2>
class data{
public:
	data(T1 a, T2 b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "data<T1, T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _a;
	T2 _b;
};

??????偏特化有以下兩種變現(xiàn)方式：

部分特化：將模板參數(shù)中的一部分參數(shù)特化

//半特化
// 1、將模板參數(shù)類(lèi)表中的一部分參數(shù)特化。
template<class T1>
class data<T1, char> {
public:
	data(T1 a, char b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "偏特化data<T1, char>" << endl;
	}
private:
	T1 _a;
	char _b;
};

參數(shù)進(jìn)一步限制：偏特化并不僅僅是指特化部分參數(shù)，而是針對(duì)模板參數(shù)更進(jìn)一步的條件限制所設(shè)計(jì)出來(lái)的特化版本。

// 2、偏特化并不僅僅是指特化部分參數(shù)，而是針對(duì)模板參數(shù)更進(jìn)一步的條件限制所設(shè)計(jì)出來(lái)的一個(gè)特化版本。
template<class T1, class T2>
class data <T1*, T2* > {
public:
	data(T1 a, char b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{
		cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;
	}
private:
	T1 _a;
	T2 _b;
};
template<class T1, class T2>
class data<T1&, T2&>
{
public:
	data(const T1& a, const T2& b)
		:_a(a)
		, _b(b)
	{ cout << "Data<T1&, T2&>" << endl; }
private:
	const T1& _a;
	const T2& _b;
};
int main(){
	data<char*, char*> s6(1,2);
	data<int&, int&> s7(1, 2);
	system("pause");
	return 0;
}

代碼解釋?zhuān)?/p>

• 第一個(gè)是兩個(gè)參數(shù)特例化為指針類(lèi)型（只要傳的是指針，就走對(duì)應(yīng)的）。
• 第二個(gè)是兩個(gè)參數(shù)特例化為引用類(lèi)型。

到此這篇關(guān)于C++模板的特化超詳細(xì)精講的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++模板特化內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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