1、非类型模板参数
模板参数分类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。
// 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;};
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。
2、模板的特化
2.1 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,需要特殊处理,比如:实现了一个专门用来进行小于比较的函数模板。
// 函数模板 -- 参数匹配 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; }
可以看到,Less绝对多数情况下都可以正常比较,但是在特殊场景下就得到错误的结果。上述示例中,p1指向的d1显然小于p2指向的d2对象,但是Less内部并没有比较p1和p2指向的对象内容,而比较的是p1和p2指 针的地址,这就无法达到预期而错误。
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。
2.2 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<Date*>(Date* left, Date* right) { return *left < *right; }int main() {cout << Less(1, 2) << endl;Date d1(2022, 7, 7);Date d2(2022, 7, 8);cout << Less(d1, d2) << endl;Date* p1 = &d1;Date* p2 = &d2;cout << Less(p1, p2) << endl; // 调用特化之后的版本,而不走模板生成了return 0; }
2.3 类模板特化
2.3.1 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。)
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; }
2.3.2 偏特化
偏特化:任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。比如对于以下模板类:
//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 test2 () {Data<double , int> d1; // 调用特化的int版本Data<int , double> d2; // 调用基础的模板 Data<int *, int*> d3; // 调用特化的指针版本Data<int&, int&> d4(1, 2); // 调用特化的指针版本 }
3 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