【C++】模板进阶(上)

简介: 【C++】模板进阶

1.非类型模板参数

模板参数分为:类型形参与非类型形参 。

类型形参即: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 。

为什么C++中,当定义一个vector 时,我们可以通过显式实例化里面不同的类型,来产生不同的对象呢?当然是有模板的原因,所以模板起到了至关重要的原因。这类模板参数叫做:类型参数

vector v;   list ls;

那么如果有一个场景,我们要定义一个静态数组,能够传不同的模板参数,进而每次得到不同大小的数组应该怎么办呢?

那么此时就出现了 :非类型的模板参数。

一个例子带你了解:

template<class T, size_t N>
class Array
{
private:
  T _a[N];
};
int main()
{
  Array<int, 10> a1;        // 10
  Array<double, 1000> a2;     // 1000
  return 0;
}

在这种情况下,就需要非类型模板参数的应用,不需要浪费空间,只需要再加一个非类型模板参数,就可以通过改变传的模板参数,而实例化出不同的对象。


注意:

1. 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的,一般就是整型。

2. 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。

2. 模板的特化

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,所以需要特殊处理,叫做模板的特化。

2.1.函数模板的特化

举例说明:

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;
}

实现一个比较的函数模板,对于内置类型的比较,结果正确;


自定义类型(日期类)的比较,其内部有实现<这个运算符重载,结果也正确


但是对于p1,p2相比较,结果却不对,这是为什么???



那当然是因为:首先p1,p2都是日期类对象的地址,他们传过去的是地址之间的相互比较,只会比较他们的地址谁大谁小,不会解引用去比较内部的日期值的大小,这才是问题所在!!



所以对于这种需要特殊处理的情况,我们就有模板的特化来处理!


函数模板的特化步骤:

1. 必须要先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 Less(T left, T right)
{
 return left < right;
}
template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* 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;
}

这样的话,我们就可以很容易的把这个特殊情况比较出来了。

但是因为我们知道函数有函数重载,当函数模板特化出现错误的时候,会导致不必要的麻烦,所以,一般我们遇到特殊情况的时候,会直接函数重载出那个特殊情况!

 

bool Less(Date* left, Date* right)
{
 return *left < *right;
}

该种实现简单明了,代码的可读性高,容易书写,因为对于一些参数类型复杂的函数模板,特化时特别给出,因此函数模板不建议特化。

2.2类模板特化

函数模板特化可以函数重载替代,但是类模板可不能重新再写一个。


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