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【模版进阶】—— 我与C++的不解之缘(十八)

25 人参与  2024年11月28日 12:01  分类 : 《资源分享》  评论

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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**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

,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;}

在这里插入图片描述

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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