前言:
之前浅浅的学了一下模版,这里来深入学习一下模版
1、非类型模版参数
模版参数可以分为类型形参
和非类型形参
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。 这里实现一个静态数组(类模版),在创建类对象时,需要指明数据个数(默认是10,非类型模版参数n
来控制)。
template<class type, size_t N = 10>class Array{public:T& operator[](size_t i) { return _arr[i]; }const T& operator[](size_t i)const { return _arr[i]; }size_t size()const { return _size; }bool empty()const { return 0 == _size; }private:type _arr[N];size_t _size;};
注意:
非类型模版参数 不支持浮点型和自定义类型以及字符串(C++11支持double
类型)非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果 (换句话说就是,需要显示传参数或者有缺省参数)。 2、模版的特化
2.1. 概念
什么是模版特化?
我们知道,我们可以使用模版来实现一些通用的代码(与类型无关)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:
仿函数less
在实现的过程中,如果我们想要比较一个日期类的对象,我们传日期类对象肯定不会出错;而如果日期类的指针,这是它就会直接比较指针的大小(根据地址进行比较),我们不想要这样比较,这是我们就可以使用特化进行特殊化处理。
// 函数模板 -- 参数匹配template<class T>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;}
2.2. 函数模版的特化
语法:
必须要先有一个基础的函数模板
关键字template后面接一对空的尖括号<>
函数名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型
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template<class T>bool less(const T& x, const T& y){return x < y;}template<Data*>bool less(const Data* const x, const Data* const y){return *x < *y;}
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
2.3. 类模版的特化
全特化
全特化就是将模版参数列表的所以参数都确定化。
//类模版的特化template<class T1, class T2>class A{public:A(){cout << "A<T1, T2>" << endl;}private:T1 _t1;T2 _t2;};//全特化template<>class A<int,int>{A(){cout << "A<int, int>" << endl;}private:int _i1;int _i2;};
偏特化
偏特化有两种表现形式(一是部分特化、二就是对参数的进一步限制)。
对于这样一个类**A
**
template<class T1, class T2>class A{public:A(){cout << "A<T1, T2>" << endl;}private:T1 _t1;T2 _t2;};
部分特化:
部分特化就是特化模版参数中的一部分。
//偏特化//特化模版参数的一部分template<class T>class A<int, T>{public:A(){cout << "A<int, T>" << endl;}private:int _i;T _t;};template<class T>class A<T, char>{public:A(){cout << "A<T, char>" << endl;}private:T _t;char _ch;};
对参数的进一步限制:
偏特化并不仅仅是指特化部分参数,而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。
//对参数的进一步限制template<class T1,class T2>class A<T1*, T2*>{public:A(){cout << "A<T1*, T2*>" << endl;}private:T1* _t1;T2* _t2;};template <typename T1, typename T2>class A <T1&, T2&>{public:A(const T1& t1, const T2& t2): _t1(t1), _t2(t2){cout << "A<T1&, T2&>" << endl;}private:const T1& _t1;const T2& _t2;};
测试:
void test(){A<double, int> d1; // 调用模版实例化的版本A<int, double> d2; // 调用基础的模板 A<int*, int*> d3; // 调用特化的指针版本A<int&, int&> d4(1, 2); // 调用特化的引用版本}int main(){test();return 0;}
结果:
A(T1, T2)A<int, T>A<T1*, T2*>A<T1&, T2&>
3、模版的分离编译
3.1. 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
3.2. 模版的编译分离
假设现在有这样的场景,模版的声明和定义分离
// a.htemplate<class T>T Add(const T& left, const T& right);// a.cpptemplate<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;}
简单来说模版是可以声明和定义分离的(将声明和定义放到一个文件xxx.hpp
里面或者xxx.h
其实也是可以的)
也可以模版定义的位置显示实例化(不实用,不推荐)。
总结
【优点】
**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)因此而产生增强了代码的灵活性【缺陷】
模板会导致代码膨胀问题,也会导致编译时间变长出现模板编译错误时,错误信息非常凌乱,不易定位错误简单来说模版是可以声明和定义分离的(将声明和定义放到一个文件xxx.hpp
里面或者xxx.h
其实也是可以的)
也可以模版定义的位置显示实例化(不实用,不推荐)。
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