C++模板进阶
C++模板进阶
- typename的作用
- 非类型模板参数
- 类模板的特化
-
- 概念
- 函数模板特化
- 类模板特化
-
- 全特化
- 偏特化
- 模板特化应用示例
- 模板的分离编译
-
- 什么是分离编译
- 模板的分离编译
- 解决方法
- 总结
typename的作用
在模板参数的<>中class和typename作用是一样的，但是typename还有另外一个作用就是，在使用T类域中的类型定义变量时，需要加typename前缀，明确告诉编译器这里是类型，等模板实例化再去找。
#include 非类型模板参数
模板参数分为类型形参和非类型形参。
类型形参：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之后的参数类型名称。
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)模板中可将该参数当作常数使用。
namespace tyb
{
//定义一个模板类型的静态数组
//非类型模板参数是一个常量，不可被修改
//注意:非类型模板参数只能是整数
template<class T, size_t N>
class array
{
public:
private:
T _array[N];
size_t _size = 0;
};
}
int main()
{
tyb::array<int, 10> a;
return 0;
}
注意：
1.浮点数、自定义类型还有字符串不允许作为非类型模板参数，只能是整形能作为非类型模板参数。
2.非类型模板参数必须在编译期就能确认结果。(只能是常量)
类模板的特化
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可能会得到一个错误的结果，需要特殊化处理。
#include 
这里的n3和n4的比较结果就是错误的，没有比较指针里面的值，而是比较了指针地址的大小，这就无法达到预期而错误。
此时， 就需要堆模板进行特化。在原模版类的基础上，针对特殊类型进行特殊化的实现方式。模板特化分为函数模板特化和类模板特化。
#include 
函数模板特化
函数模板的特化步骤：
1.必须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.函数名后面跟一对尖括号，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
//函数模板
template<class T>
bool Less(T left, T right)
{
return left < right;
}
//模板特化
template<>
bool Less<int*>(int* left, int* right)
{
return *left < *right;
}
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。
bool Less<int*>(int* left, int* right)
{
return *left < *right;
}
该种实现简单明了，代码的可读性高，容易书写。
类模板特化
全特化
全特化是将模板参数列表中所有的参数都确定化。
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
Data()
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
//全特化示例
template<>
class Data<int, char>
{
public:
Data()
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
int _d1;
char _d2;
};
偏特化
偏特化：任何针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本。
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
Data()
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
偏特化有一下两种表现形式：
- 部分特化
将模板参数类表中的一部分参数特化。
template<class T1>
class Data<T1, char>
{
public:
Data()
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
T1 _d1;
char _d2;
};
- 参数更进一步的限制
//两个参数偏特化为指针
template<class T1, class T2>
class Data<T1*,T2*>
{
public:
Data()
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
T1* _d1;
T2* _d2;
};
//两个参数偏特化为引用
template<class T1, class T2>
class Data<T1&, T2&>
{
public:
Data(const T1& d1, const T2& d2)
:_d1(d1)
,_d2(d2)
{
cout << "Data" << endl;
}
private:
const T1& _d1;
const T2& _d2;
};
模板特化应用示例
#include 模板的分离编译
什么是分离编译
一个程序由若干个源文件共同实现，而每个源文件单独编译形成目标文件，最后将所有目标文件链接起来形成单一的可执行文件的过程称为分离编译模式。
模板的分离编译
// Stack.h
#include 
会出现链接错误
分析
解决方法
1.将声明和定义放在一个文件中，xxx.h或者xxx.hpp
2.模板定义的位置显示实例化
//Stack.cpp
template
int Add<int>(const int&, const int&); // 函数模板在定义处显示实例化
//类模板，定义和实现分离，需要显示实例化
template
class stack<int>;
总结
【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
【缺点】
1.模板会导致代码膨胀，编译时间变长
2.出现模板编译错误时，错误信息凌乱，不易定位