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再谈c++模板

news 2025/7/23 14:15:19

前言

在前面我们曾经简单的介绍过c++的模板，但还并不全面，我们通过stl容器的学习加深了我们对c++这门语言的理解。那么今天我们就再来谈一谈c++模板，对模板再进行一点简单的补充

非类型模板参数

前面我们介绍的是类型模板参数，简单理解就是把类型当做参数传递给类/方法，今天我们第一个要介绍的就是与之对应的非类型模板参数

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

比如说，我们想在c++中使用可以动态开辟大小的数组，就可以使用非类型模板参数

namespace zzzyh
{// 定义一个模板类型的静态数组template<class T, size_t N = 10>class array{ public:T& operator[](size_t index){return _array[index];}const T& operator[](size_t index) const {return _array[index];}size_t size() const {return _size;}bool empty() const {return 0 == _size;}private:T _array[N];size_t _size;}；
}

如上我们就可以模拟实现一个动态开辟的数组

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，要求在编译时期确认参数大小

模板特化

模板的作用是忽略类型上的不同，抽取共性，复用同一套逻辑，那么我们现在需要实现一个比较大小的模板，看看会不会有什么意想不到的问题

template<class T>
bool Less(T left, T right)
{return left < right;
}

看起来没什么问题，但是如果我们想比较两个地址里的值，用这种模板是有可能是不正确的

int main()
{int b = 20;int a = 10;int* t2 = &b;int* t1 = &a;cout<<Less(t1, t2);return 0;
}

原因很简单，这里比较的是两个地址的大小

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。模板特化中分为函数模板特化与类模板特化

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，如果不同编译器可能会报一些奇
怪的错误

template<>
bool Less<int*>(int* left, int* right)
{return *left < *right;
}

此时程序会自动调用特化之后的版本，而不走模板生成了

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，不走模板特化的逻辑，比较推荐这种做法

类模板特化

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

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;
};void TestVector()
{Data<int, int> d1;Data<int, char> d2;
}

偏特化

偏特化是与全特化相对的概念，其特点是特化部分参数，其中细分又可以分为指定具体的类型或者是像T*/T&这样的类型

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;int _d2;
};

特定类型

//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;
};