C++模板进阶

简介: C++模板进阶

📟作者主页:慢热的陕西人

🌴专栏链接:C++

📣欢迎各位大佬👍点赞🔥关注🚓收藏,🍉留言

主要讲解了模板进阶的内容包括非类型模板参数,模板的特化,模板的分离编译等等。


C++模板

Ⅰ.非类型模板参数

模板的参数分为类型形参非类型形参

  • 类型形参:出现模板参数列表中,跟在classtypename之后的参数类型名称
  • 非类型形参:用一个常量来作为类(函数)模板参数,在类(函数)模板内部可以被当作常量来使用。

例如:

namespace xupt
{
  //定义一个模板类型的静态数组
  template<class T, size_t N = 10>
  class array
  {
    public:
      T& operator[](size_t index){return _array[index];}
      const T& operator[](size_t index)const{return _array[index];}
      size_t size()const{return _size;}
      bool empty()const{return 0 == _size;}
    private:
      T _array[N];
      size_t _size;
  };
}

注意:

  • 非类型模板参数只能是常量整型(包括枚举);
  • 非类型模板参数必须在编译前就为一个确定的值;

Ⅱ. 模板的特化:

①什么是模板的特化:

再类模板或者函数模板的基础上,针对特殊类型所进行的特殊化的实现方式。

②模板特化分为:

  • 类模板特化
  • 函数模板特化

③那么我们为什么要进行模板的特化

如下的案例,当我们实现一个小于比较的函数模板。如下:

template<class T>
bool Less(const T &A, const T &B)
{
  return A < B;
}

我们发现这个函数大多数情况下都可以实现我们所预期的函数功能,但是当我们向这个函数的两个形参传递的是两个对象的指针这时候就会出现错误的结果,因为这时候比较的函数就会产生错误的结果。因为函数模板不会知道你向他传输的是一个指针类型,那么他就会用指针进行比较,从而产生错误的结果。所以我们要实现一个模板的特化:

Ⅱ. Ⅰ函数模板的特化

④函数模板特化的步骤:

  • 得先有一个基础的函数模板。
  • template只跟一对<>
  • 函数名后需要跟一对<><>内部需要放入需要特化的类型
  • 函数形参表:必须要和模板函数的基础参数类型完全相同

例如:

// 函数模板 -- 参数匹配
template<class T>
bool Less(T left, T right)
{
  return left < right;
}
// 对Less函数模板进行特化
template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
{ 
    return *left < *right;
}
int main()
{
  cout << Less(1, 2) << endl;
  Date d1(2022, 7, 7);
  Date d2(2022, 7, 8);
  cout << Less(d1, d2) << endl;
  Date* p1 = &d1;
  Date* p2 = &d2;
  cout << Less(p1, p2) << endl; // 调用特化之后的版本,而不走模板生成了
 return 0;
}

注意:

我们一般直接给出函数,而不选择进行函数模板的特化,因为对于一些参数类型复杂的函数模板,我们选择直接给出函数更加的方便快捷,代码可读性也可以保证。

Ⅱ .Ⅱ . 类模板的特化

类模板的特化:

  • 类模板的全特化
  • 类模板的偏特化
Ⅱ. Ⅱ . Ⅰ 全特化

特化就是将类模板参数中的所有参数都确定:

例如:

template<class T1, class T2>
class Data
{
  public:
    Data() {cout<<"Data<T1, T2>" <<endl;}
  private:
    T1 _d1;
    T2 _d2;
};
template<>
class Data<int, char>
{
  public:
    Data() {cout<<"Data<int, char>" <<endl;}
  private:
    int _d1;
    char _d2;
};
void TestVector()
{
  Data<int, int> d1;
  Data<int, char> d2;
}
Ⅱ . Ⅱ . Ⅱ偏特化

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

例如:

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

偏特化分为两种:

  • 部分特化
    将类模板参数表中的的部分进行参数特化
    例如:
// 将第二个参数特化为int
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
  public:
    Data() {cout<<"Data<T1, int>" <<endl;}
  private:
    T1 _d1;
    int _d2;
};
  • 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。
    例如指针,引用等等;
//两个参数偏特化为指针类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{ 
public:
 Data() {cout<<"Data<T1*, T2*>" <<endl;}
private:
 T1 _d1;
 T2 _d2;
};
//两个参数偏特化为引用类型
template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
 Data(const T1& d1, const T2& d2)
 : _d1(d1)
 , _d2(d2)
 {
 cout<<"Data<T1&, T2&>" <<endl;
 }
private:
 const T1 & _d1;
 const T2 & _d2; 
 };
void 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); // 调用特化的指针版本
}

Ⅲ . 模板的分离编译:

将声明和定义放到一个文件 "xxx.cpp" 里面或者"xxx.h".

到这本篇博客的内容就到此结束了。
如果觉得本篇博客内容对你有所帮助的话,可以点赞,收藏,顺便关注一下!
如果文章内容有错误,欢迎在评论区指正

相关文章
|
2月前
|
存储 算法 C++
C++ STL 初探:打开标准模板库的大门
C++ STL 初探:打开标准模板库的大门
122 10
|
1月前
|
安全 编译器 C++
【C++11】可变模板参数详解
本文详细介绍了C++11引入的可变模板参数,这是一种允许模板接受任意数量和类型参数的强大工具。文章从基本概念入手,讲解了可变模板参数的语法、参数包的展开方法,以及如何结合递归调用、折叠表达式等技术实现高效编程。通过具体示例,如打印任意数量参数、类型安全的`printf`替代方案等,展示了其在实际开发中的应用。最后,文章讨论了性能优化策略和常见问题,帮助读者更好地理解和使用这一高级C++特性。
53 4
|
1月前
|
算法 编译器 C++
【C++】模板详细讲解(含反向迭代器)
C++模板是泛型编程的核心,允许编写与类型无关的代码,提高代码复用性和灵活性。模板分为函数模板和类模板,支持隐式和显式实例化,以及特化(全特化和偏特化)。C++标准库广泛使用模板,如容器、迭代器、算法和函数对象等,以支持高效、灵活的编程。反向迭代器通过对正向迭代器的封装,实现了逆序遍历的功能。
36 3
|
1月前
|
编译器 C++
【c++】模板详解(1)
本文介绍了C++中的模板概念,包括函数模板和类模板,强调了模板作为泛型编程基础的重要性。函数模板允许创建类型无关的函数,类模板则能根据不同的类型生成不同的类。文章通过具体示例详细解释了模板的定义、实例化及匹配原则,帮助读者理解模板机制,为学习STL打下基础。
33 0
|
2月前
|
编译器 程序员 C++
【C++打怪之路Lv7】-- 模板初阶
【C++打怪之路Lv7】-- 模板初阶
20 1
|
2月前
|
存储 编译器 C++
【C++篇】引领C++模板初体验:泛型编程的力量与妙用
【C++篇】引领C++模板初体验:泛型编程的力量与妙用
50 9
|
2月前
|
编译器 C语言 C++
C++入门6——模板(泛型编程、函数模板、类模板)
C++入门6——模板(泛型编程、函数模板、类模板)
70 0
C++入门6——模板(泛型编程、函数模板、类模板)
|
2月前
|
算法 编译器 C++
【C++篇】领略模板编程的进阶之美:参数巧思与编译的智慧
【C++篇】领略模板编程的进阶之美:参数巧思与编译的智慧
96 2
|
2月前
|
存储 算法 编译器
【C++】初识C++模板与STL
【C++】初识C++模板与STL
|
2月前
|
编译器 C++
【C++】模板进阶:深入解析模板特化
【C++】模板进阶:深入解析模板特化
105 0