C++从零开始的打怪升级之路(day39)

这是关于一个普通双非本科大一学生的C++的学习记录贴

在此前，我学了一点点C语言还有简单的数据结构，如果有小伙伴想和我一起学习的，可以私信我交流分享学习资料

那么开启正题

今天分享的是关于模板的知识点

1.非类型模板参数

模板参数分为类型形参和非类型形参

类型形参：出现在模板参数列表中，跟在class或者typename后面的参数形参名称

非类型形参：用一个常量作为类（函数）模板的一个参数，在类（函数）中可将参数当成常量来使用

这里定义一个模板类型的静态数组给出示范

namespace wkl
{
	// 定义一个模板类型的静态数组
	template<class T, size_t N = 10>
    // T 类型模板参数   N  非类型模板参数
	class array
	{
	public:
		T& operator[]()
		{}
 
		const T& operator[]()
		{}
 
	private:
		T _arrry[N];
		size_t _size;
	};
}

注意：
1.只有整形家族允许作为非类型模板参数

2.非类型模板参数必须在编译期就能确定结果

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

我们来看下面的代码

template<class T>
bool my_less(const T& left, const T& right)
{
	return left < right;
}
 
void Test1()
{
	cout << my_less(1, 2) << endl;
	string s1("hehe");
	string s2("hehe");
	cout << my_less(s1, s2) << endl;
}

创建一个比较大小的模板函数，很显然对于整形家族，浮点家族它都是正确的，而对于string等类，它就需要我们来特化

由此我们引出特化的概念：

在原模板类的基础上，针对特殊类型进行特殊化处理的实现方式，模板特化中分为函数模板特化与类模板特化

2.2函数模板特化

函数模板特化步骤：

1.必须要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

template<class T>
bool my_less(const T left, const T right)
{
	return left < right;
}
 
template<>
bool my_less(const string left, const string right)
{
	return strcmp(left.c_str(), right.c_str()) == 0;
}
 
void Test1()
{
	cout << my_less(1, 2) << endl;
	string s1("hehe");
	string s2("hehe");
	cout << my_less(s1, s2) << endl;
}

这样改造之后，模板函数对于string就生成了正确的特化版本

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，通常都是将函数直接给出，遇到类型匹配的函数，就不会用模板再实例化一份代码，而是直接调用可匹配的

2.3类模板特化

2.3.1全特化

全特化是将模板参数列表中所有参数都确定化

template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};
 
template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	int _d1;
	char _d2;
};
 
void Test2()
{
	Data<int, int> d1;
	Data<char, char> d2;
	Data<int, char> d3;
	Data<char, int> d4;
}

2.3.2偏特化

偏特化：任何针对模板参数进一步进行条件限制的特化版本

如对于下面的模板类

template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

偏特化有以下两种表现方式：
a.  将模板参数类表中的一部分参数特化

template<class T1>
class Dataint>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	T1 _d1;
	int _d2;
};

b.  参数进一步的限制

偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本

// 两个参数特化为指针类型
template<class T1,class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};
 
// 两个参数特化为引用类型
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
	Data(const T1& d1, const T2& d2)
		:_d1(d1)
		,_d2(d2)
	{
		cout << "Data" << endl;
	}
 
private:
	const T1& _d1;
	const T1& _d2;
};
 
int main()
{
	//Test2();
	Data<double, int> d1; // 调用特化的int版本
	Data<int, double> d2; // 调用基础的模板 
	Data<int*, int*> d3; // 调用特化的指针版本
	Data<int&, int&> d4(1, 2); // 调用特化的引用版本
 
	return 0;
}

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

模板声明与定义如果分开在两个文件写，会链接不上

解决办法：
1.将声明和定义放在一个文件里面（推荐）

2.模板定义的位置显式实例化（不推荐）

4.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

2. 出现模板编译错误时，错误信息非常凌乱，不易定位错误

 新手写博客，有不对的位置希望大佬们能够指出，也谢谢大家能看到这里，让我们一起学习进步吧！！