【C++】模板进阶：非类型模板参数&模板的特化&模板分离编译（下）

3.类模板特化

类模板特化与函数模板特化类似

1. 必须要先有一个基础的函数模板
2. 关键字template后面跟一对空的尖括号<>
3. 函数名后面跟一对尖括号，尖括号里面指定需要特化的类型

类模板特化分为全特化和偏特化。

1. 全特化

顾名思义，全特化就是将模板中的所有参数全部特化处理

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

2. 偏特化

偏特化：任何针对类模板参数进行进一步限制的特化版本。偏特化的表现形式有一下两种

• 部分特化：将类模板参数表中的部分参数特化
• 参数进一步限制：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

//部分特化:将第二个参数特化为int
template<class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
  Data()
  {
    cout << "Data<T1, int>" << endl;
  }
};
//参数限制：将两个参数偏特化为指针类型
template<class T1, class T2>
class Data<T1*, T2*>
{
public:
  Data()
  {
    cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;
  }
};
//参数限制：将两个参数偏特化为引用类型
template<class T1, class T2>
class Data<T1&, T2&>
{
public:
  Data()
  {
    cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
  }
};
void Test3()
{
  Data<int, double> d1;//调用基础的类模板
  Data<double, int> d2;//调用特化int版本
  Data<int*, int*> d3;//调用特化的指针版本
  Data<double&, int&> d4;//调用特化的引用版本
}

特化的本质是在体现编译器参数的匹配原则：有现成的就使用现成的，否则使用半成品，只有二者都没有时，才会去实例化模板

3. 模板分离编译

❓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

❓2. 为什么不使用分离编译？

✅在C语言中，我们非常推崇分离编译，但是如果阅读了博主之前的博客就会发现，自从开始模拟实现STL，使用了模板之后，就没有采用分离编译的方式了。这是为什么呢？因为模板不支持分离编译

我们看下面这个场景

// a.h
template<class T>
T Add(const T & left, const T & right);
// a.cpp
template<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;
}

❓3. 解决方案

• 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。推荐使用这种。
• 模板定义的位置显式实例化。这种方法不实用，不推荐使用。

4. 模板总结

模板这个东西的出现，极大程度的减少了了我们的编程工作繁杂度，但是也有一些缺点的出现

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