1. 前言
C++进阶中关于STL库的初级数据
结构就已经结束了,高阶数据结构如:
二叉搜索树AVL树,红黑树,哈希
等等将在C++高阶讲解.
本章重点:
本篇文章着重讲解仿函数的概念
以及自行实现一个仿函数.模板进阶
中,着重讲解非类型模板参数,模板
的特化还有模板的分离编译
2. 仿函数的概念
仿函数的本质就是一个类,此类中
运算符重载了括号()!所以它使用起来
和函数很相似,就叫做仿函数
在标准库的优先级队列的类模板中
有这样一个缺省参数叫less:
这个less就是一个仿函数,它会将
优先级队列变成大堆,在算法库的
sort函数默认是升序,其实就是用的less
与less对应的仿函数是greater,greater
可以将优先级队列变成小堆,将sort变成降序
我们可以模仿实现一下less的使用场景:
class Less { public: bool operator()(int x,int y) { return x<y; } }; int main() { Less functor; cout<<functor(1,2); }
注:1小于2,会返回true,打印1
3. 仿函数的实际用途
首先是使用库中的某些函数时
仿函数能很方便的改变升降序或大小堆
升序写法:
vector<int> v{9,8,7,6}; sort(v.begin(),v.end()); sort(v.begin(),v.end(),less<int>);
降序写法:
vector<int> v{6,7,8,9}; sort(v.begin(),v.end(),greater<int>);
大堆写法:
priority_queue<int> p1; priority_queue<int,vector<int>,less<int>> p2;
小堆写法:
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> p;
注:优先级队列的适配器参数在仿函数前面,想要显示传仿函数,先要穿前面的
当然,greater的内部实现和less
只差了一个符号而已,如下:
class Greater { public: bool operator()(int x,int y) { return x>y; } };
4. 模板的非类型模板参数
模板参数类型解析:
模板参数分类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/typename之后的参数类型
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
比如:
template<class T,int N = 10> class test { T a[N]; }; test<int,50> t1; test<double> t2;
注:N=10是缺省值,没传时默认为10
讲到这儿就不得不介绍STL中一个不常用的容器了
array是静态数组
也就是固定大小的顺序容器
使用时,要显示传参N来初始化数组
array属于C++的数组,使用array
时,不管是越界读还是越界写都能
被检测到从而报错,然而使用C语言
的数组时,越界读写不一定会报错
5. 模板的特化简单介绍
通常情况下，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需要特殊处理
比如：实现用来进行小于比较的函数模板
template<class T> bool Less(T left, T right) { return left < right; }
Less绝对多数情况下都可以正常比较但是在特殊场景下就得到错误的结果
比如这里我传入指针地址过来
这里的比较就会有问题,我想比较
的是指针指向的内容,然而传入指针
的话会比较指针的地址高低,就和数据无关
此时，就需要对模板进行特化
即：在原模板类的基础上
针对特殊类型所进行特殊化的实现方式
类模板分为函数模板和类模板
6. 函数模板深度剖析
函数模板的特化步骤：
- 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 -- 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<int*>(int* left, int* right) { return *left < *right;//比较指针指向的内容 }
当传参时给函数传了int类型的指针
那么就不会调用第一个函数,而是走
第二个特化的函数,特化也就是特殊处理
注: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
bool Less(int* left, int* right) { return *left < *right; }
所以实际上函数模板的特化是不常用的
7. 类模板的特化深度剖析
类模板的特化分为全特化和偏特化
7.1 模板的全特化
全特化即是将模板参数中所有参数都确定
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; }; Data<int, int> d1; Data<int, char> d2;
和函数模板特化一样,特化的部分
要加上template<>作为格式,上面
初始化时,<int,int>类型不会走模板特化
然而<int,char>类型会走模板特化
7.2 模板的偏特化
偏特化:
任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本
然而偏特化又有两种表现形式:
- 部分特化
- 对参数做进一步限制
比如对于上面例子中的模板类做部分特化:
// 将第二个参数特化为int template <class T1> class Data<T1, int> { public: Data() {cout<<"Data<T1, int>" <<endl;} private: T1 _d1; int _d2; };
此时,只要第二个参数是int,就会
走偏特化,第二个参数不是int就不走
对上面的类做参数进一步限制:
//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; };
8. 总结以及拓展
补充完仿函数和模板进阶相关知识后
接下来我们将进入继承和多态的学习
继承和多态这部分在校招中考察的很多
请耐心学习~~
对于模板分离编译的拓展:
🔎 下期预告:C++继承 🔍
