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非类型模板参数
模板的特化
函数模板特化
类模板特化
全特化
偏特化
引用特化
指针特化
模板分离编译
非类型模板参数
什么是非类型模板参数?
顾名思义,它的类型形参并不是一个类型,就是用一个常量来作为类模板或函数模板的一个参数
template<class T, size_t N = 10>
class array
{
public:
// ...
private:
T _array[N];
size_t _size;
};
上面的这个类模板里就是有一个size_t N,默认是10,代表开10个数组
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定结果
模板的特化
特化是什么?
模板的特化可以说就是模板的特殊化处理
我们通常情况下使用模板可以实现一些与类型无关的代码
但如果有特殊类型可能会得到一些错误的结果,例如:
template<class T>
bool Less(T left, T right)
{
return left < right;
}
int main()
{
cout << Less(1, 2) << endl; // 可以比较,结果正确
Date d1(2022, 7, 7);
Date d2(2022, 7, 8);
cout << Less(d1, d2) << endl; // 可以比较,结果正确
Date* p1 = &d1;
Date* p2 = &d2;
cout << Less(p1, p2) << endl; // 可以比较,结果错误
return 0;
}
这里前面两个都可以比较正确
但是到了最后的Date* p1和p2的比较就会出问题
这时候把p1和p2传进去比较的不是它指向的内容,而是比较的地址,所以这个比较是随机的也是错误的!
函数模板特化
这时候我们就需要特化一个Less函数来支持它的比较
template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
{
return *left < *right;
}
函数模板的特化步骤:
1. 首先要有一个基础的函数模板
2. 关键字template后面要有<>
3. 函数名后面跟一个<>,<>中指定需要特化的类型
4. 函数形参的类型必须要和特化的类型相同,如果不同编译器会报错
这时候我们就可以让前面的Date*指针走我们特化的这个函数,结果就正确了
当然我们也可以直接重载Less即可
bool Less(Date* left, Date* right) { return *left < *right; }
这种代码实现更为简单明了,代码可读性高,容易书写
对于参数类型复杂的函数模板,特化时特别给出,因此函数模板不建议特化
类模板特化
全特化
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:
int _d1;
char _d2;
};
类模板的特化和函数模板特化的步骤写法一致
全特化就是将模板参数列表中所有参数都确定化
偏特化
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
private:
T1 _d1;
int _d2;
};
偏特化就是有特化,但是没有全部特化
这里就是将第二个参数特化为int,第一个不变,但是要写到特化的<>中
引用特化
template <classT1, class 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;
};
这个特化是特化为了引用,所以若是调用的引用类型就会调用到这个模板
Data<int&, int&> d4(1, 2);
指针特化
template <class T1, class T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
这个特化是特化为了指针,所以若是调用的指针类型就会调用到这个模板
Data<int *, int*> d3;
模板分离编译
若是有如下场景
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;
}
这时候运行就会出现错误
此时的a.cpp形参a.obj,main.cpp形参main.obj
在编译器链接的时候,会将多个合并成一个函数地址链接起来
但是在a.cpp中并没有实例化该Add函数,所以并不会生成具体的Add函数
而在main.cpp中,在链接是并没有找到Add函数的定义(没有被a.cpp实例化),因此链接时报错
解决方法
1. 将声明和定义放到同一个文件下(xxx.hpp或者xxx.h中都可以),比较推荐该方法
2. 模板定义的位置显示实例化(不适用,不推荐)
完