模板参数分为类型形参与非类型形参。类型形参即: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。
#include
//通过使用非类型模板来确定Array的大小
template
class Array
{
public :
T& operator[](size_t pos) {
return _a[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const {
return _a[pos];
}
size_t size()const { return _size; }
bool empty()const { return 0 == _size; }
private:
T _a[N];
size_t _size;
};
int main()
{
Array arr;
return 0;
}
- 注意:
- 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。
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
#include
struct Date
{
Date(int year, int month, int day)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator>(const Date& d) const
{
if ((_year > d._year)
|| (_year == d._year && _month > d._month)
|| (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day))
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator<(const Date& d) const
{
if ((_year < d._year)
|| (_year == d._year && _month < d._month)
|| (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day))
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Greater(T left, T right)
{
return left > right;
}
int main()
{
std::cout << Greater(2, 1) << std::endl;
Date d1(2022, 7, 8);
Date d2(2022, 7, 7);
std::cout << Greater(d1, d2) << std::endl;
Date* p1 = &d1;
Date* p2 = &d2;
std::cout << Greater(p1, p2) << std::endl;
return 0;
}
函数模板的特化步骤:
- 1. 必须要先有一个基础的函数模板
- 2. 关键字template后面接一对空的尖括号<>
- 3. 函数名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型
- 4. 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。
#include
struct Date
{
Date(int year, int month, int day)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
bool operator>(const Date& d) const
{
if ((_year > d._year)
|| (_year == d._year && _month > d._month)
|| (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day))
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator<(const Date& d) const
{
if ((_year < d._year)
|| (_year == d._year && _month < d._month)
|| (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day))
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Greater(T left, T right)
{
return left > right;
}
// 特化--针对某些类型进行特殊化处理
template<>
bool Greater(Date* left, Date* right)
{
return *left > *right;
}
int main()
{
std::cout << Greater(2, 1) << std::endl;
Date d1(2022, 7, 8);
Date d2(2022, 7, 7);
std::cout << Greater(d1, d2) << std::endl;
Date* p1 = &d1;
Date* p2 = &d2;
std::cout << Greater(p1, p2) << std::endl;
return 0;
}
bool Greater(Date* left, Date* right)
{
return *left > *right;
}
函数模板的特化步骤:
- 1. 必须要先有一个基础的类模板
- 2. 关键字template后面接一对空的尖括号<>
- 3. 类名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型
类模板特化分为全特化和偏特化
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。
#include
template
class Data
{
public:
Data() { std::cout << "Data" << std::endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
template<>
class Data
{
public:
Data() { std::cout << "Data" << std::endl; }
private:
int _d1;
char _d2;
};
void TestVector()
{
Data d1;
Data d2;
}
int main()
{
TestVector();
return 0;
}
运行结果:
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:
- 部分特化:将模板参数类表中的一部分参数特化。
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。
// 将第二个参数特化为int
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" <
//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
}
假如有以下场景,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:
// a.h
template
T Add(const T& left, const T& right);
// a.cpp
template
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;
}
此时会发生链接错误原因分析如下:
template
void PrintContainer(const std::list& lt)
{
typename list::const_iterator it = lt.begin();
// // ...
}
如果上述代码中不加上typename则会发生以上报错。用来声明其类型。
解决方法
- 1. 将声明和定义放到一个文件 "xxx.hpp" 里面或者xxx.h其实也是可以的。推荐使用这种。
- 2. 模板定义的位置显式实例化。这种方法不实用,不推荐使用
【优点】
- 1. 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
- 2. 增强了代码的灵活性
【缺陷】
- 1. 模板会导致代码膨胀问题,也会导致编译时间变长
- 2. 出现模板编译错误时,错误信息非常凌乱,不易定位错误