C++模板进阶（非类型模板参数 + 模板特化）

我们另一篇模板初阶介绍链接：http://t.csdn.cn/Ox8Dm

目录

 一、非类型模板参数

1.1 非类型模板参数概念

1.2 模板类型的静态数组 

二、模板特化

2.1 函数模板特化

2.2 类模板特化

2.2.1 类模板全特化

2.2.2 类模板半特化（偏特化）

 2.2.3模板特化应用场景

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 一、非类型模板参数

1.1 非类型模板参数概念

模板参数分为类型参数和非类型参数！

类型参数就是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。

非类型参数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。

1.2 模板类型的静态数组 

将数组封装成类，类成员是一个数组！我们可以通过传非类型模板参数定义数组的大小！这样我们手动调控静态数组大小！

template
class Array
{
public:
	Array()
	{
		for (size_t i = 0;i <_size;i++)
		{
			_arr[i] = i+1;
		}
	}
	T operator[](size_t n)
	{
		assert(n < _size);//只要发生越界直接报错
		return _arr[n];
	}
	size_t size()const
	{
		return _size;
	}
private:
	T _arr[N];
	size_t _size=N;
};

测试一下效果：

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二、模板特化

2.1 函数模板特化

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！

我们实现了一个比较模板函数，下面我们预比较不同类型的数据：

//模板函数
template
bool Less(const T& left, const T& right)
{
	return left < right;
}

void Test2()
{
    //整形
	cout << " Less(1, 2)="<
 
   
很明显我们发现同样希望比较日期类，第二个比较直接用Date类型，第三个用的是Date*，但是比较结果却相反！这与我们的期望不同！思考发现，原来第三个比较的并不是日期类，而是二者的地址，所以结果不同！这种情况下，我们理想的是比较*left与*right，但是模板函数参数限定了它的比较形式！也就是说范式的模板函数不能解决所有的比较，我们需要特例化！也就是特化函数模板！这里我们需要特化Date*比较！
 
   
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。
 
   
  
特化Date* 代码：
 
  
template
bool Less(const T& left, const T& right)
{
	return left < right;
}

template<>//这个模板列表不能省去！
bool Less(Date* const& left, Date* const& right)
{
	return *left < *right;
}
 
  
特化后比较结果：
 
  
 
  
 
  
2.2 类模板特化
 
  
2.2.1 类模板全特化
 
  
template
class Data
{
public:
	Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//类模板全特化，也就是模板参数都确定化
template<>
class Data
{
public:
	Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
	int _d1;
	char _d2;
};

//全特化测试
void Test3()
{
	Data d1;
	Data d2;
}
 
  
 
   
 
 
   
 
   
若模板参数匹配特化的类模板参数，则优先调用特化类模板！
 
  
 
  
 
  
2.2.2 类模板半特化（偏特化）
 
  
 
   
偏特化就是部分类模板参数具体化！如果类模板所传参数满足特化模板对应位置具体化参数！则优先调用特化模板！
 
  
 
  
//一般模板函数
template
class Data
{
public:
	Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//偏特化，部分位置参数确定
template 
class Data
{
public:
	Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	int _d2;
};

//指针/引用偏特化
template 
class Data 
{
public:
	Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

template 
class Data 
{
public:
	Data(const T1& d1, const T2& d2)
		: _d1(d1)
		, _d2(d2)
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
private:
	const T1& _d1;
	const T2& _d2;
};

//偏特化测试
void Test4()
{
	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
}
 
  
 
 
  
 
  
 2.2.3模板特化应用场景
 
  
 
   
如果我们拿到的类型是日期类的地址，我们想要less比较的是*left和*right ！但库中的一般模板参数只是比较left和right！也就是只比较地址！这样不能满足我们的需求，所以必须特化！
 
  
 
  
#include
#include//sort
#include //less
//模板特化应用场景
template<>
class less
{
public:
	bool operator()(Date* left,Date* right)
	{
		return *left > *right;
	}
};
void Test5()
{
	Date d1(2023, 1, 8);
	Date d2(2023, 1, 9);
	Date d3(2022, 12, 31);
	vector v;
	v.push_back(&d1);
	v.push_back(&d2);
	v.push_back(&d3);
	sort(v.begin(), v.end(), less());
	for (auto& e : v)
	{
		cout << *e;
	}
}