C++初階學(xué)習(xí)之模板進(jìn)階
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：
用一個常量作為類(函數(shù))模板的一個參數(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一些奇怪的錯誤
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)計出來的一個特化版本
示例：
//兩個參數(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：
一個程序（項目）由若干個源文件共同實現(xiàn)，而每個源文件單獨編譯生成目標(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錯
分析：
解決方法
1.將聲明和定義放到一個文件 “xxx.hpp” （h文件和cpp文件結(jié)合）里面或者xxx.h其實也是可以的（推薦）
2.模板定義的位置顯式實例化（不實用）
四、模板總結(jié)
優(yōu)點：
- 模板復(fù)用了代碼，節(jié)省資源，更快的迭代開發(fā)，C++的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(STL)因此而產(chǎn)生
- 增強(qiáng)了代碼的靈活性
缺陷：
- 模板會導(dǎo)致代碼膨脹問題，也會導(dǎo)致編譯時間變長（為了盡量減少此類問題，編譯器會按需實例化）
- 出現(xiàn)模板編譯錯誤時，錯誤信息非常凌亂，不易定位錯誤
- 不支持分離編譯
總結(jié)
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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