模板的进阶

模板的进阶

非类型模板参数

//非类型模板参数--规定必须是整型常量
template<class T,size_t N=100>
struct Stack
{
	//如果就是想定义一个静态栈，就可以采用这种方法
private:
	T _st[N];
	size_t _top;
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9

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，但对于一些特殊的类型可能会得到一些错误的结果，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

函数模板的特化

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。

//函数模板的特化
//这个就是正常的函数模板匹配
template <class T>
bool Objless(T d1 , T d2) //1
{
	return d1 < d2;
}
bool Objless( yyr::Date*& p1, yyr::Date*& p2) //2
{
	return *p1 < *p2;
}
//这种方法就是函数模板的特化
template<>
bool Objless<yyr::Date*>(yyr::Date* p1, yyr::Date* p2)//3
{
	return *p1 < *p2;
}
//函数模板的特化比较鸡肋，在实际应用中完全可以重载一个Date* 为参数的函数，2和3可以同时存在，并且编译器会自动调用2
void fun3()
{
	//在使用过程中难免会遇到这样的问题，以日期类来举例子
	cout << Objless(1, 2) << endl;//这是没有问题的
	yyr::Date* d1 = new yyr::Date(2022, 3, 20);
	yyr::Date* d2 = new yyr::Date(2022, 5, 30);
	cout << Objless(d1, d2) << endl;//如果没有2，运行出来是有问题的，他比较的是指针
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

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。

---

类模板的特化

全特化

全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化，非类型模板参数也能够特化。

//类模板特化的经典场景：
template<class T>
struct Less
{
	bool operator()(const T& x.const T& y) const
	{
		return x < y;
	}
};
//当是日期类的时候，不能简单的比较，而是需要解引用之后再比较
template<>
struct Less<Date*>
{
	bool operator()(const Date*& d1, const Date*& d2) const
	{
		return *d1 < *d2;
	}
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

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 T1,class T2>
class date //定义一个类模板
{
public:
	date()
	{
		cout << typeid(T1).name() << "----";
		cout << typeid(T2).name() << endl;
	}
};
//全特化
template<>
class date<int, char>
{
public:
	date()
	{
		cout << "int,char" << endl;
	}
};
//以下都是偏特化
template<class T1,class T2>
class date<T1*, T2*>
{
public:
	date()
	{
		cout << "T1*, T2*" << endl;
	}
};
template<class T>
class date<T, char>
{
public:
	date()
	{
		cout << "T,char" << endl;
	}
};
template<class T1, class T2>
class date<T1&, T2&>
{
public:
	date()
	{
		cout << "T1&, T2&" << endl;
	}
};
void fun1()
{
    //观察以下函数走的是上面的哪个模板
	date<int, int> d1;
	date<int, char> d2;
	date<int*, double*> d3;
	date<double, char> d4;
    date<int&, double&> d5;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57

---

模板的分离编译

头文件中的pragma once，就是可以预防重复展开。

什么是分离编译

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 。

优势：声明和定义分离的优势就是方便维护，看.h了解框架设计的基本功能，看.cpp了解具体实现细节。

---

模板的分离编译(出现的是链接问题，不是声明问题)

首先编译器不支持模板的分离编译，有两种解决方法

//假设下面的是函数实现的cpp文件，声明在.h文件中
template<class T>
void funA(const T& A)
{
	cout << "funA() " << A << endl;
}
//1.显示实例化 
//但是这种很怪异，感觉失去了泛型的意义，因为需要什么都需要这样提前实例化一下
template
void funA<int>(const int& A);
//2、定义跟声明不分离(推荐)
//使用它的地方，头文件展开之后直接就有模板的定义和实例化，就可以直接获得地址，不需要在进行链接

//这是使用funA函数的cpp文件
int main()
{
    funA<int>(20);//如果没有显示实例化是编译不通过的
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

模板总结

【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问题，也会导致编译时间变长(但是这个不可避免，本身需要我们自己写的代码交给编译器去写了)

2. 出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误