C++模板进阶

简介: C++模板进阶

1、非类型模板参数


模板参数分为类型参数和非类型参数;

类型参数:出现在模板参数类型中,跟在class 或 typename 后面的参数

非类型参数:就是用一个常量作为类(函数)模板的参数,在类(函数)模板中可以将该参数作为常量来使用;比如:


// 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 x)
  {
    return _array[x];
  }
  const T& operator[](size_t x)const
  {
    return _array[x];
  }
  size_t size()const
  {
    return _size;
  }
  bool empty()const
  {
    return 0 == _size;
  }
private:
  T _array[N];
  size_t _size = 10;
};


这里面的N可以当作常量使用,注意,这里只能是用size_t类型作为非类型模板参数,不能用浮点数,类对象等,因为在C++20之前,这些还没有设计出来,只有size_t可以用;


按需实例化


当我们实例化一个类时,我们只需要实例化我们用到的那些函数就可以,没有用到的不会实例化 比如:



这里我们没有用到类里面的[],所以即使[]里面有语法错误,编译器也不会检查,这叫按需实例化,不过也并不能错的太离谱:



比较离谱的错误,编译器还是能检查出来的,不过越高级的编译器检查的越细致,所以最好还是不要写bug;

2、模板的特化


模板的特化就是在原模板的基础上,针对特殊类型所进行特殊化的实现方式,模板特化分为函数模板特化和类模板特化

函数模板特化(不推荐)

函数模板特化步骤:

1.先要有一个基础的函数模板,

2.关键字template后面接一对<>        

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,否则会不报错:

比如:




第一个Less实例化的第一个函数模板,第二个Less实例化的是特化的函数模板,因为更加匹配函数参数的类型;

当然我,我们还有一种方式,函数重载:



这样也是很清晰明了,而且也方便,所以不建议用模板特化去处理很复杂的参数类型的函数模板;

如果你模板特化运用的炉火纯青,就当我没说好了;

类模板特化


1.全特化

全特化就是把类模板参数列表中所有参数都特化 ,比如:



Date1<int,char>就自动匹配第二个模板了。这就是模板的全特化;

2.半特化

要是没有匹配的全特化,那么会优先匹配对应的半特化;



或者说半特化并不仅仅特化部分参数,还可以针对模板参数进一步的设计出特定的版本 比如;




   活学活用,可以特化成特定的指针版本;

3、模板编译分离

模板的分离编译就是在.h文件中声明模板,在.cpp文件中定义模板


// 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;
}

但是这种做法最后在链接时会出现错误,

为什么呢?


我们处理文件都是先经过预处理,编译,汇编,最后一起链接起来,我们是分开编译的,所以,编译.cpp文件时,模板不知道T是什么类型,没办法实例化,然后编译时,main.cpp中找不到生成模板实例化的地址,就会报错,原因就在于模板没有实例化,


而当我们把模板的声明和定义写在一起,模板编译时就会生成对应的实例化模板,这样就可以避免这个问题了,

当然还有一个办法,就是在模板定义的位置显式实例化,但是这种方法麻烦,又不实用,所以不推荐


【分离编译扩展阅读】 http://blog.csdn.net/pongba/article/details/19130

如果想要深入了解,可以看看这篇文章。

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