【C++】模板进阶

妖狐艹你老母 2023-07-17 09:51 1阅读 0赞

## 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：出现在模块参数列表中，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。  
***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。
2.  非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。

## 模板的特化 ##

**1、模板特化的概念**  
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，比如：

//这个例子应该是比较p1和p2是否相同，但事实上下面代码是按p1和p2的地址比较的
    template<class T>
    bool IsEqual(T& left, T& right)
    { 
    	return left == right;
    }
    
    void Test()
    { 
    	char* p1 = "hello";
    	char* p2 = "world";
    	if (IsEqual(p1, p2))
    		cout << p1 << endl;
    	else
    		cout << p2 << endl;
    }

此时，就需要对模板进行特化。即：在原模版类的基础上，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与类模板特化。

**2、函数模板特化**  
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，如果是不同编译器可能会报一些奇怪的错误。

//特殊化处理，显示指定参数
    template<>
    bool IsEqual<char*>(char*& left, char*& right)
    { 
    	if (strcmp(left, right) > 0)
    		return true;
    	return false;
    }

*注意：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 IsEqual(char* left, char* right)
    { 
    	if (strcmp(left, right) > 0)
    		return true;
    	return false;
    }

**3、类模板特化**  
（1）全特化  
全特化是将模板参数类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;
    };
    
    template<>
    class Data<int, char>
    { 
    public:
    	Data()
    	{ 
    		cout << "Data<int, char>" << endl;
    	}
    private:
    	T1 _d1;
    	T2 _d2;
    };
    
    void Test()
    { 
    	Data<int, int> d1;
    	Data<int, char> d2;
    }

（2）偏特化  
偏特化：任何针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本。  
偏特化有以下两种表现方式：

*  部分特化  
    将模板参数类表中的一部分参数特化。

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

*  参数更进一步的限制  
    偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是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。

//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;
    };
    
    void Test()
    { 
    	Data<int*, int*> d1;		//调用特化的指针版本
    	Data<int&, int&> d2(1, 2)	//调用特化的引用版本
    }

## 模板总结 ##

**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

**缺陷：**

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