C++ 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

 非类型模板参数，只能是整型常量

template
class Stack
{
public:

private:
	T_a[N];
	int _top;
};
int main()
{
	Stack st1;
	Stack st2;

	return 0;
}

根据我们传不同的N值，我们在初始化Stack的时候开的大小也不同。

需要注意的是：
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

2.模板的特化

2.1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。

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;
}

Less绝大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指针的地址，这就无法达到预期而错误

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

 2.2函数模板的特化

2.2.1全特化

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

以Date类 为例：

template<>

bool Less(Date* left,Date* right)

{

return *left<*right;

}

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;
}

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(Date* left, Date* right)
{
return *left < *right;
}

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

2.2.2偏特化

偏特化指的是任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本
 

部分特化：

template 
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" <

 更进一步的限制：

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
}

那么特化到底有什么作用呢？

#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);

sort(v2.begin(), v2.end(), Less());
return 0;
}

对于v2中 d1d2d3地址的比较

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

 模板的特化本质是一种参数匹配。

 3.模板优缺点

【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