C++ 深入淺出探索模板
非類型模板參數(shù)
模板參數(shù)分類類型形參與非類型形參。
類型形參:出現(xiàn)在模板參數(shù)列表中,跟在class或者typename之類的參數(shù)類型名稱。
非類型形參,就是用一個常量作為類(函數(shù))模板的一個參數(shù),在類(函數(shù))模板中可將該參數(shù)當(dāng)成常量來使用。
注意:
- 浮點數(shù),類對象以及字符串是不允許作為非類型模板的。
- 非類型的模板參數(shù)必須在編譯期就能確認(rèn)結(jié)果。
模板特化
有時候,編譯默認(rèn)函數(shù)模板或者類模板不能正確處理需要邏輯,需要針對一些情況特殊化處理,就要做模板特化。
通常情況下,使用模板可以實現(xiàn)一些與類型無關(guān)的代碼,但對于一些特殊類型的可能會得到一些錯誤的結(jié)果,例如:
template<class T>
bool IsEqual(const T&left,const T&right)
{
return left==right;
}
//針對字符串類型要特殊化處理--寫一份函數(shù)模板的特殊化出來
template<>
bool IsEqual<char*>(const char* &left,const char* &right)
{
return strcmp(left,right)==0;
}
?
int main()
{
cout<<IsEqual(1,2)<<endl;//0
cout<<IsEqual(1.1,1.1)<<endl;//1
char p1[]="hello";
char p2[]="hello";
cout<<IsEqual(p1,p2)<<endl;//0
const char* p3="hello";
const char* p4="hello";
cout<<IsEqual(p3,p4)<<endl;//1
}此時,就需要對模板進(jìn)行特化。即:在原模板類的基礎(chǔ)上,針對特殊類型所進(jìn)行特殊化的實現(xiàn)方式。模板特化中分為函數(shù)模板特化與類模板特化。
特化的本質(zhì):顯示指定實例化的模板
函數(shù)模板特化
函數(shù)模板特化步驟
- 必須要先有一個基礎(chǔ)的函數(shù)模板
- 關(guān)鍵字template后面接一對空的尖括號<>
- 函數(shù)名后跟一對尖括號,尖括號中指定需要特化的類型
- 函數(shù)形參表: 必須要和模板函數(shù)的基礎(chǔ)參數(shù)類型完全相同,如果不同編譯器可能會報一些奇怪的錯誤
template<>
bool IsEqual<const char* const>(const char* const &left,const char* &right)
{
if(strcmp(left,right)>0)
return true;
return false;
}注意:一般情況下如果函數(shù)模板遇到不能處理或者處理有誤的類型,為了實現(xiàn)簡單通常都是將該函數(shù)直接給出。
類模板特化
全特化
全特化既是將模板參數(shù)列表中所有的參數(shù)都確定化
template<calss T1,class T2>
class Data
{
public:
Data(){cout<<"Data<T1,T2>"<<endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
?
template<>
class Data<int ,char>
public:
Data(){cout<<"Data<int,char>"<<endl; }
private:
int _d1;
char _d2;
};
void TestVector()
{
Data<int,int>d1;
Data<int,char>d2;
}偏特化
針對任何模板參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行條件限制設(shè)計的特化版本,比如對于一下模板類:
template<class T1,class T2>
class Data
{
public:
Data(){cout<<"Data<T1,T2>"<<endl;}
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
//偏特化有以下兩種表現(xiàn)方式:
//1、部分特化:將函數(shù)中的一部分參數(shù)特化。
?
template<class T1>
class Data<T1,int>
{
public:
Data(){cout<<"Data<T1,int>"<<endl;}
private:
T1 _d1;
int _d2;
}
//2、參數(shù)進(jìn)一步的限制:偏特化并不僅僅是指特化部分參數(shù),而是針對模板參數(shù)更進(jìn)一步的條件限制所設(shè)計出來的一個特化版本
//兩個參數(shù)偏特化為指針類型
template<typename T1,typename T2>
class Data<T1*,T2*>
{
public:
Data(){cout<<"Data<T1*,T2*>"<<endl;}
private:
T1* _d1;
T2* _d2;
};
//兩個參數(shù)偏特化為引用類型
template<typename T1,typename T2>
class Data<T1&,T2&>
{
public:
Data(){cout<<"Data<T1&,T2&>"<<endl;}
private:
const T1& _d1;
const T2& _d2;
};
?
void test2()
{
Data<double,int>d1; //調(diào)用特化的int版本
Data<int,double>d2; //調(diào)用基礎(chǔ)模板
Data<int *,int*>d3; //調(diào)用特化的指針版本
Data<int&,int&>d4(1,2); //調(diào)用特化的引用版本
}模板分離編譯
分離編譯就是指一個程序由若干個源文件共同實現(xiàn),而每個源文件單獨編譯生成目標(biāo)文件,最后將目標(biāo)文件連接起來形成單一的可執(zhí)行文件的過程稱為分離編譯模式。
模板的分離編譯
// a.h
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right);
// a.cpp
template<class T>
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;
}分析:

解決方法
- 將聲明和定義放到一個文件中。推薦使用
- 模板定義的位置顯示實例化。不實用
總結(jié)
優(yōu)點
- 模板復(fù)用了代碼,節(jié)省資源,更快的迭代開發(fā),C++的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(STL)因此而生
- 增強了代碼的靈活性
缺點
- 模板會導(dǎo)致代碼膨脹問題,也會導(dǎo)致編譯時間變長。
- 出現(xiàn)模板編譯錯誤時,錯誤信息非常雜亂,不易定位錯誤。
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