第十章：模板进阶
第十章：模板进阶
1.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，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。
namespace bite
{
// 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;
}；
}
//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。
2.模板的特化
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，比如：
template
bool IsEqual(const T& left, const T& right)
{
return left == right;
}
void Test()
{
cout << IsEqual(1,1) << endl;
char p1[] = "hello";
char p2[] = "hello";
cout << IsEqual(p1,p2) << endl;
char* p3 = "hello";
char* p4 = "hello";
cout << IsEqual(p3,p4) << endl;
}
//1
//0
//1
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。
2.1 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
template
bool IsEqual(const T& left, const T& right)
{
return left == right;
}
bool IsEqual(const char* left, const char* right)
{
return strcmp(left, right) == 0;
}
/*标准的特化，但挺难用的，某些编译器会报一些奇怪的错误
template<>
bool IsEqual(const char* const& left, const char* const& right)
{
return strcmp(left, right) == 0;
}
*/
void Test()
{
cout << IsEqual(1,1) << endl;
char p1[] = "hello";
char p2[] = "hello";
cout << IsEqual(p1, p2) << endl;
const char* p3 = "hello";
const char* p4 = "hello";
cout << IsEqual(p3, p4) << endl;
}
//1
//1
//1
2.2 类模板特化
2.2.1 全特化
全特化：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;
}
//Data
//Data
2.2.2 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。
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" < d1; // 调用特化的int模板
Data d2; // 调用基础的模板
}
//Data
//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" < d2; // 调用基础的模板
Data d3; // 调用特化的指针版本
Data d4(1, 2); // 调用特化的引用版本
}
//Data
//Data
//Data
3.模板分离编译
一个程序（项目）由若干个源文件共同实现，而每个源文件单独编译生成目标文件，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
// 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;
}
//会报错
//函数模板不支持分离编译
分析：
程序运行：预处理—>编译—>汇编—>链接
在a.cpp中，编译器没有看到对Add模板函数的实例化，不会生成具体的函数。在main.obj中调用的Add
解决办法：
①将声明和定义放到一个文件 "xxx.cpp"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。
4.模板的总结
【优点】
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
增强了代码的灵活性
【缺陷】
模板会导致代码膨胀问题，也会导致编译时间变长
出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误