模板参数分为:类型形参与非类型形参 。
类型形参即: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:就是用一个常量作为类 ( 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 。
为什么C++中,当定义一个vector
vector
那么如果有一个场景,我们要定义一个静态数组,能够传不同的模板参数,进而每次得到不同大小的数组应该怎么办呢?
那么此时就出现了 :非类型的模板参数。
一个例子带你了解:
templateclass Array { private: T _a[N]; }; int main() { Arraya1; // 10 Arraya2; // 1000 return 0; }
在这种情况下,就需要非类型模板参数的应用,不需要浪费空间,只需要再加一个非类型模板参数,就可以通过改变传的模板参数,而实例化出不同的对象。
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,一般就是整型。
2. 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。
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,所以需要特殊处理,叫做模板的特化。
2.1.函数模板的特化
举例说明:
templatebool 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; }
实现一个比较的函数模板,对于内置类型的比较,结果正确;
自定义类型(日期类)的比较,其内部有实现<这个运算符重载,结果也正确
但是对于p1,p2相比较,结果却不对,这是为什么???
那当然是因为:首先p1,p2都是日期类对象的地址,他们传过去的是地址之间的相互比较,只会比较他们的地址谁大谁小,不会解引用去比较内部的日期值的大小,这才是问题所在!!
所以对于这种需要特殊处理的情况,我们就有模板的特化来处理!
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,如果不同编译器可能会报一些奇怪的错误。
templatebool Less(T left, T right) { return left < right; } template<> bool Less(Date* left, Date* 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; }
这样的话,我们就可以很容易的把这个特殊情况比较出来了。
但是因为我们知道函数有函数重载,当函数模板特化出现错误的时候,会导致不必要的麻烦,所以,一般我们遇到特殊情况的时候,会直接函数重载出那个特殊情况!
bool Less(Date* left, Date* right) { return *left < *right; }
该种实现简单明了,代码的可读性高,容易书写,因为对于一些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。
2.2类模板特化
函数模板特化可以函数重载替代,但是类模板可不能重新再写一个。
2.2.1 全特化
全特化即是将模板参数列表中 所有的参数都确定化。
这里举例说明,并不完全写出类中所有功能。
templateclass Data { public: Data() {cout<<"Data" <<endl;} private: T1 _d1; T2 _d2; }; template<> class Data{ public: //这里只是为了更加方便观看结果 Data() {cout<<"Data" <<endl;} private: int _d1; char _d2; } int main() { Datad1; Datad2; }
我们可以看得出,当某种类型需要特殊化处理,我们可以写类模板的特化,来决定这个特化的类模板中的具体功能实现。(当然与原模版实现功能不同)
2.2.3 偏特化
偏特化(半特化):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;
下面我们一起看这两种具体的偏特化方式:
templateclass Data { public: Data() {cout<<"Data" <<endl;} private: T1 _d1; T2 _d2; }; //偏特化 // 将第二个参数特化为int templateclass Data{ public: Data() {cout<<"Data" <<endl;} private: T1 _d1; int _d2; }; //对参数的进一步限制 //两个参数偏特化为指针类型 templateclass Data{ public: Data() {cout<<"Data" <<endl;} private: T1 _d1; T2 _d2; }; //对参数的进一步限制 //两个参数偏特化为引用类型 templateclass Data{ public: Data(const T1& d1, const T2& d2) : _d1(d1) , _d2(d2) { cout<<"Data" <<endl; } private: const T1 & _d1; const T2 & _d2; }; void test2 () { Datad1; // 调用特化的int版本 Datad2; // 调用基础的模板 Datad3; // 调用特化的指针版本 Datad4(1, 2); // 调用特化的指针版本 }
【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
我们下期再见!
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