C++ 第五弹模板

1. 泛型编程

2. 模板：参数类型化

3. 模板分类

4. 在模板参数类表中：class 和 typename

5.模板参数列表：template

6. 模板的特化：对模板进行特殊化的处理

7. 分离编译

1. 泛型编程

泛型编程是一种编程风格，其中算法以尽可能抽象的方式编写，而不依赖于将在其上执行这些算法的数据形式。

编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。

2. 模板：参数类型化

3. 模板分类

3.1函数模板

1.概念

函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定类型版本。

2.格式

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>

返回值类型函数名(参数列表){}

3.实例化

用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化。模板参数实例化分为：隐式实例化和显式实例化。

1. 隐式实例化：让编译器根据实参推演模板参数的实际类型

2. 显式实例化：在函数名后的<>中指定模板参数的实际类型,如果类型不匹配，编译器会尝试进行隐式类型转换，如果无法转换成功编译器将会报错。

4.模板参数的匹配原则

1. 一个非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，而且该函数模板还可以被实例化为这个非模板函数

2. 对于非模板函数和同名函数模板，如果其他条件都相同，在调动时会优先调用非模板函数而不会从该模板产生出一个实例。如果模板可以产生一个具有更好匹配的函数，那么将选择模板

3.2类模板

3.2.1定义格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{// 类内成员定义
};

类模板中函数放在类外进行定义时，需要加模板参数列表

3.2.2实例化

类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<>中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类

当模板被调用时才会被编译，那么就会存在这样一种情况——相同地实例化可能出现在多个文件对象中。当两个或多个独立编译地源文件适用了相同地模板，并提供了相同地模板参数时，每个文件中就都会有该模板的一个实例。为了解决这种问题，我们可以控制显示实例化，用关键字extern显示的实例化声明

模板和重载

模板也是可以被重载的，只要没有二义性。像在C++库中，存在着大量的模板重载技术，或者是可变模板参数中，也存在着模板的重载。

1.对于一个调用，其候选函数是所有可行的实例化

2.可行函数按类型转换来排序。当然，可用于函数模板调用和的类型转换是非常有限的。

3.和普通函数一样，如果恰又一个函数比任何其他函数都更好的匹配，则选择此函数。

4.如果多个函数提供了同样好的匹配

1）优先选择非模板函数

2）没有非模板函数我选择更加特例化的模板

3）否则有二意性

4. 在模板参数类表中：class 和 typename

typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替class)

5.模板参数列表：template<calss T, size_t N>

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

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。

5.1类型模板参数

T就是类型参数

5.2非类型模板参数

N 注意：不能是浮点类型、字符串、以及对象

整形，指针或者左值引用都是一个非类型模板参数。

当参数是一个函数模板实例的地址时，程序上下文必须满足：对于每个模板参数，能唯一确定其类型的值。

如果一个函数参数是一个指向模板类型参数的右值引用，则他可以被绑定到一个左值。

如果实参是一个左值，则推断出的模板实参类型将是一个左值引用，且函数将被参数将被实例化为一个普通左值引用参数。

6. 模板的特化：对模板进行特殊化的处理

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，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

6.1函数模板的特化

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。

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。

不太推荐，直接将该类型对应的函数直接给出

6.2类模板的特化

6.2.1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。

6.2.2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。

1.部分特化：将模板参数类表中的一部分参数特化。

2.让类型更加的严格：

偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。

无论是定义还是声明，模板语法的优先级是最高的，不同模板的优先级又根据其声明顺序来判断，其次是函数修饰，然后是返回值。

6.2.3友元模板

模板允许模板参数为自己的友元

模板友元——所有的实例化都是其友元

6.3特例化和重载的区别

特例化就是一个特殊的实例化——模板的实例化，所以，特例化仅仅是模板的一个实例化，不会影响函数匹配,并且，模板特例化一定要保证模板的之前的声明或者定义。如果不这样做——编译器不会报错，但是会有一些令人匪夷所思的地方。模板会由编译器实例化，而不是调用自己特例化版本——这种错误往往很难查找。所以，记住一个规则：特例化一个模板，一定要保证其在原模板的定义域中。