模板进阶&&模板分离编译的问题与解决

🧸🧸🧸各位大佬大家好，我是猪皮兄弟🧸🧸🧸

一、模板参数

模板参数分为类型形参与非类型形参
类型形参：出现在模板参数中，跟在class或者typename之后的参数类型名称
非类型形参：就是一个常量作为类模板/函数模板的一个参数，在类模板/函数模板中可将该参数当成常量来使用

1.非类型模板参数

template<class T,size_t N=100>//缺省参数
class Array
{
private:
	T _a[N];
}
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需要注意的是：浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型参数的。也就是说，非类型模板参数只允许是整形家族(char类型也算在整形家族)，而且非类型模板参数是在编译阶段就要能确定。

比如库中的array

库中的array

template<class T,size_t N> class array;
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2.类型模板参数

这个就简单提一下吧，平时正常用的就是这个

template<class T>
class Node
{
	//...
private:
	T data;
	Node<T> *_next;
}
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二、模板参数的特化

特化就是特殊化
通常情况下，使用模板可以处理一些类型无关的代码，但对一些类型可能会得到一些错误的结果，需要特殊处理，比如：我想实现一个进行小于比较的函数模板，但是对于某些类型，它的行为不是我想要的，针对某些类型进行特殊化处理

template<class T>
bool Greater(T left,T right)
{
	return left>right;
}
template<>
bool Greater(Date* left,Date* right)//是一个日期类
{
	return *left>*right;//日期类中重载了operator>
}

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再比如后面学哈希的时候，一些哈希函数处理某些类型也需要用到特化，比如哈希函数处理字符串。

特化不能单独使用，特化必须是对已有的模板进行特化。
有特化就用特化，没有编译器就会去按模板推演实例化出新的

1.全特化

template <class T1,class T2>
class Date
{
  ....  
};
template<>
class Date<int,char>
{
    ....
}
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2.偏特化（半特化）

template<class T1,class T2>
class Date
{
    ....
}
template<class T1>
class Date<T1,int>
{
    ...
}
template<class T1,class T2>
class Date<T1*,T2*>//这也是偏特化
{
    ...
}
template<class T1,class T2>
class Date<T1&,T2&>//这也是偏特化
{
    ....
}
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三、模板的分离编译的问题

分离编译是指的，模板的声明放在头文件，定义放在源文件

1.模板的分离编译书写很麻烦

比如现在我分离编译了模拟实现的vector

//定义的时候
template<class T>
typename vector<T>::iterator vector<T>::insert(typename vector<T>::iterator pos,const T&x)
{
	//...
}
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这是遇到的模板中typename和class的第一个区别，这里是因为vector::成员，它不知道你要去访问静态成员还是iterator这个类型。加上typename就是为了告诉编译器vector::iterator是一个类型，不然的化就有二义性，因为静态成员也是这样访问的

2.模板的分离编译有声明但找不到定义

解释：生成目标文件之前，头文件的内容早在预编译阶段就被展开到了源文件当中，但是其他的都能链接的上，唯独模板分离编译的链接不上，原因就是模板分离编译的东西没有被实例化（链接之前，多个源文件并不会交汇，比如说我有vector.hpp vector.cpp和test.cpp，test.cpp和vetcor.cpp包含头文件vector.hpp,预编译阶段，vector.hpp展开到了两个源文件当中。但是在编译阶段，在vector.i中并不会去对模板进行编译，因为没有人告诉他准确的T类型）所以在链接阶段链接的时候，只有声明没有定义，链接的时候去符号表中找，找不到，链接错误，问题就出在编译阶段没有被实例化

所以提倡模板声明和定义不分离(分离是指的在两个文件当中，因为两个源文件不会交互，模板的准确类型得不到)，小函数应该放在类中称为内联，大函数应该在类外定义，因为类里只有声明的话就可以更好的看到整个的框架

3.模板分离编译的解决办法

解决办法就是显示实例化，但是显示实例化时把类型写死了，所以非常不推荐

//在分离编译的地方给给定义
template
vector<int>;

template
vector<double>;
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显示实例化可以有多个

四、模板总结

优点

1.模板服用了代码，节省资源，更快的迭代开发，C++标准模板库因此而产生
2.增强代码的灵活性，重复的事情交给 编译器做

缺点

1.模板会导致代码膨胀问题(inline之所以是建议性关键字的问题也是内联会代码碰撞)，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