c++模板进阶
目录
一. 非类型模板参数
二. 模板的特化
1. 函数模板特化
2. 类模板的特化
1. 全特化
2. 偏特化
3. 类模板特化应用示例
一. 非类型模板参数
模板参数分类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：用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中将该参数当成常量（即一旦被确定后无法修改）来使用。
而stl中array就使用了非类型模板参数：
注：array是一个封装了的原生定长数组，相比vector毫无优势，数据存储在array上（栈上），占用栈的空间（栈本来空间就小），无法扩容，但是相比原生数组有一个唯一的优势：越界一定能检查出来（原生数组的越界检查是抽查，不一定能检查出来越界）
如下图：
非类型模板参数的使用例子：
（非类型模板参数可以有缺省值）
// 定义一个模板类型的静态数组
template
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：
-
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。
-
非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果
二. 模板的特化
概念：通常情况下，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
// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Less(T left, T 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; // 可以比较，结果错误
return 0;
}
可以看到，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指针里的地址，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。
1. 函数模板特化
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 -- 参数匹配
template
bool Less(T left, T right)
{
return left < right;
}
// 对Less函数模板进行特化
template<>
bool Less(Date* left, Date* right)
{
return *left < *right;
}
int main()
{
cout << Less(1, 2) << endl;
Date d1(2022, 7, 7);
Date d2(2022, 7, 8);
cout << Less(d1, d2) << endl;
Date* p1 = &d1;
Date* p2 = &d2;
cout << Less(p1, p2) << endl; // 调用特化之后的版本，而不走模板生成了
return 0;
} 
注意：一般情况下如果函数模板遇到不能处理或者处理有误的类型，为了实现简单通常都是将该函数直接给出。
如果本来就有没有模板参数的函数会优先调用没有模板的函数，其次调用含有模板参数的函数。
bool Less(Date* left, Date* right)
{
return *left < *right;
}该种实现简单明了，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。
2. 类模板的特化
1. 全特化
全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" <
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" < d1;
Data d2;
} 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。
比如对于以下模板类：
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" < 偏特化有以下两种表现方式：
（1）部分特化
将模板参数类表中的一部分参数特化。
// 将第二个参数特化为int
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" < （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。
//两个参数偏特化为指针类型
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" <
class Data
{
public:
Data(const T1& d1, const T2& d2)
: _d1(d1)
, _d2(d2)
{
cout<<"Data" < d1; // 调用特化的int版本
Data d2; // 调用基础的模板
Data d3; // 调用特化的指针版本
Data d4(1, 2); // 调用特化的指针版本
}
3. 类模板特化应用示例
有如下专门用来按照小于比较的类模板Less：
#include
#include
template
struct Less
{
bool operator()(const T& x, const T& y) const
{
return x < y;
}
};
int main()
{
Date d1(2022, 7, 7);
Date d2(2022, 7, 6);
Date d3(2022, 7, 8);
vector v1;
v1.push_back(d1);
v1.push_back(d2);
v1.push_back(d3);
// 可以直接排序，结果是日期升序
sort(v1.begin(), v1.end(), Less());
vector v2;
v2.push_back(&d1);
v2.push_back(&d2);
v2.push_back(&d3);
// 可以直接排序，结果错误日期还不是升序，而v2中放的地址是升序
// 此处需要在排序过程中，让sort比较v2中存放地址指向的日期对象
// 但是走Less模板，sort在排序时实际比较的是v2中指针的地址，因此无法达到预期
sort(v2.begin(), v2.end(), Less());
return 0;
} 通过观察上述程序的结果发现，对于日期对象可以直接排序，并且结果是正确的。但是如果待排序元素是指针，结果就不一定正确。因为：sort最终按照Less模板中方式比较，所以只会比较指针，而不是比较指针指向空间中内容，此时可以使用类版本特化来处理上述问题：
// 对Less类模板按照指针方式偏特化
template
struct Less
{
bool operator()(T* x, T* y) const
{
return *x < *y;
}
}; 特化之后，在运行上述代码，就可以得到正确的结果