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C++初阶--模板

news 来源：原创 2024/12/29 2:34:01

非类型模板参数

模板的特化

什么是特化

函数模板特化

类模板特化

全特化

偏特化

模板分离编译

什么是分离编译

为什么模板不支持分离编译

解决方法

模板的优点和缺陷

非类型模板参数

类型形参：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：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。

//非类型模板参数--整形常量
template<class T, size_t N = 10>
class MyStack
{
public:
	void Push(const T& x)
	{}
private:
	T _a[N];
	size_t _top;
};

int main()
{
	MyStack<int, 100> st1;
	MyStack<int, 200> st2;

	return 0;
}

1. 非类型模板参数只能是整形。

2. 非类型模板参数必须在编译时就能确认结果。

模板的特化

什么是特化：

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。

函数模板--参数匹配

//函数模板--参数匹配
template<class T>
bool ObjLess(T left, T right)
{
	return left < right;
}

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

template<>
bool ObjLess<Date*>(Date* left, Date* right)
{
	return *left < *right;
}

int main()
{
	cout << ObjLess(1, 2) << endl;
	Date* p1 = new Date(2011, 1, 23);
	Date* p2 = new Date(2013, 3, 23);

	//参数匹配
	cout << ObjLess(p1, p2) << endl;

	return 0;
}

函数模板特化

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

template<class T1,class T2>
class Data
{
public:
	Data()
	{ 
		cout << "Date<T1, T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;
};

//特化--特殊化
template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data() 
	{ 
		cout << "Data<int, char>" << endl; 
	}
private:
	int _d1;
	char _d2;
};

int main()
{
	//Data<int, int> d1;
	//Data<int, char> d2;

	qwe::priority_queue<Date*> pq;

	pq.push(new Date(2022, 3, 26));
	pq.push(new Date(2021, 10, 26));
	pq.push(new Date(2023, 3, 26));

	while (!pq.empty())
	{
		cout << *pq.top();
		pq.pop();
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

类模板特化

全特化

将模板参数列表中所有的参数都确定化

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

//全特化
template<>
class Data<int, char>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<int, char>" << endl;
	}
};

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

//偏特化
template<class T1>
class Data<T1, char>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1, char>" << endl;
	}
};

template<class T1, class T2>
class Data<T1*, T2*>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;
	}
};

template<class T1, class T2>
class Data<T1&, T2&>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
	}
};

对非类型模板参数也可以

template<size_t N>
class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "A<N>" << endl;
	}
};

template<>
class A<10>
{
public:
	A()
	{
		cout << "A<10>" << endl;
	}
};

模板分离编译

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。

为什么模板不支持分离编译

模板函数的代码不能直接编译成二进制代码，其中要有一个“实例化”的过程。解决方案在分离式编译的环境下，编译器编译某一个.cpp文件时并不知道另一个.cpp文件的存在，也不会去查找。这种模式在没有模板的情况下可以运行，但因为模板仅在需要的时候才会实例化出来，所以，当编译器只看到模板的声明时，它不能实例化该模板，只能创建一个具有外部连接的符号并期待连接器能够将符号的地址决议出来。但是当实现该模板的.cpp文件中没有用到模板的实例时，编译器就没有去实例化，所以，整个工程的.obj中就找不到一行模板实例的二进制代码，于是连接器也黔驴技了。