目录
一.仿函数的概念
二.仿函数的作用
三.模板的非类型模板参数
四.array
五.模板的特化
六.函数模板
七.类模板
1.全特化
2.偏特化
八.模板分离编译
一.仿函数的概念
仿函数本质就是一个类，此类中重载了运算() ，因此它使用起来就和函数很像，就叫仿函数
在之前了解的优先级队列中，有这样一个缺省参数叫less，其实这就是一个仿函数，它会将优先级队列变成大堆，同样在标准库的sort中也使用了less，默认排出的升序。与less对应的是greater，它和less相反，greater将优先级队列变成小堆，sort变成降序。
在这里可以模仿实现一下less的使用场景：
namespace zyh
{
//本质是一个类
class less
{
public:
bool operator()(int x, int y)
{
return x < y;
}
};
}
int main()
{
zyh::less fun;
cout << fun(1, 2) << endl;
//打印结果为1（true）
return 0;
}二.仿函数的作用
仿函数在使用库中的某些函数时很有用，只需要传不同的仿函数就能改变升降序或大小堆
//升序写法
vector<int> v{ 5,4,3,2,1 };
sort(v.begin(), v.end());
sort(v.begin(), v.end(), less<int>());
//降序写法
vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
sort(v.begin(), v.end());
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
//大堆写法
priority_queue<int, vector<int>, less<int>> p;
//小堆写法
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> p;三.模板的非类型模板参数
模板参数分为类型形参和非类型形参
- 类型形参：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：用一个常量作为类（函数）的一个参数
例如：
//T是类型参数，N是非类型参数
template<class T,int N = 10>
class test
{
T a[N];
};
//int[20]
test<int,20> t1;
//double[10]
test<double> t2;
注意：
- 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
- 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果
四.array
array是STL中一个不常用的容器，array是静态数组，也就是固定了大小的顺序容器，使用时，要显式传参N来初始化数组，这里就使用了前文所说非类型形参
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并且报错，而使用C语言的数组时，越界读写不一定会报错
五.模板的特化
一般情况下，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，例如：
//用于小于比较的函数模板
template<class T>
bool less(T left, T right)
{
return left < right;
}
less绝大多数情况下都可以正常比较，但是在特殊场景下就会得到错误结果。例如这里若传入指针过来，目标是比较指针指向的内容，而传入指针的话只会比较地址的高低，达不到想要的效果，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，接下来将分为函数模板和类模板来进行详解
六.函数模板
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<>，尖括号内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
}
此时，若传入了int类型的指针，那么就不会调用第一个函数了，而是直接走第二个特化的函数。但一般情况下，如果函数模板遇到了不能直接处理或处理有误的类型，最简单的方法是将该函数直接给出，如下，因此实际上函数模板的特化是不常用的
bool less(int* left, int* right)
{
return *left < *right;
}
七.类模板
类模板的特化分为全特化和偏特化
1.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;
};
//全特化
template<>
class Data<int, char>
{
public:
Data() {cout<<"Data<int, char>" <<endl;}
private:
int _d1;
char _d2;
};
Data<int, int> d1;//不会走模板特化
Data<int, char> d2;//走模板特化
2.偏特化
偏特化是指任何针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本，偏特化分为两种表现形式：部分特化和对参数做进一步限制
例如对上面例子中的模板类做部分特化：
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data<T1, T2>" <<endl;}
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
// 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就不会走偏特化
当然也可以对上面的例子做参数的进一步限制：
//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:
//const类型要在定义的地方初始化
Data(const T1& d1, const T2& d2)
: _d1(d1)
, _d2(d2)
{
cout<<"Data<T1&, T2&>" <<endl;
}
private:
const T1 & _d1;
const T2 & _d2;
};
八.模板分离编译
一个项目通常会分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
如果将模板声明和定义分在不同的文件会如何？
// 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;
}一运行就会出现编译报错，原因是找不到Add函数，这又是什么原因呢？
我们知道C/C++程序的运行一般包括了预处理、编译、汇编和链接等步骤
- 预处理（preprocessing）：这个阶段会处理源代码中的预处理指令，例如#include、#define等，将宏展开、头文件包含等操作。预处理的结果是生成一个纯粹的C++源文件，而没有预处理指令
- 编译（compilation）：编译器将预处理后的源代码翻译成汇编语言。在这个阶段，编译器会进行词法、语法、语义分析，并生成相应的汇编代码。每个源文件都会被单独编译，生成相应的目标文件(object File,通常以.obj、.o等为拓展名)
- 汇编（assembly）：汇编器将汇编代码转换成机器语言的目标文件
- 链接（linking）：链接器将多个目标文件、库文件以及系统的一些运行时代码合并成一个可执行文件。链接的过程包括地址解析、符号解析、重定向等步骤，确保各个目标文件中的符号能够正确关联
从main函数开始执行，遇到了Add(1,2)，因为包含了.h头文件（有声明），就会到链接部分去找实现，但是在文件另一方的实现中不知道我进行了实例化，也就没有进行实例化，所以链接后找不到
因此需要记住一个结论：模板的声明和定义不能分离
