[C/C++]详解C++中的模板

Posted 2021-10-15 TT在长大

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了[C/C++]详解C++中的模板相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本文主要介绍了非类型模板参数、类模板的特化、类型萃取、模板的分离编译。

在之前的文章中已经对模板进行基本的介绍[C/C++]浅析C++中的模板_RMA515T的博客-CSDN博客_c++中模板

一、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。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。

namespace Zht
{
    // 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;
    }；
}

二、类模板的特化

1.概念

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。

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。

模板特化不同于模板的实例化，模板参数在某种特定类型下的具体实现称为模板的特化，以实现特定类型下非通用行为。

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: 要和模板函数的基础参数类型完全相同，不同编译器可能会报错

template<>
bool IsEqual<const char* const>(const char* const &left, const char* const &right)
{
    if (strcmp(left, right) > 0)
        return true;
    return false;
}

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。

3.类模板全特化

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;
};

4. 类模板偏特化

任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。

偏特化两种表现方式：

（1）部分特化：将模板参数类表中的一部分参数特化。

// 将第二个参数特化为char
template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:
    Data() {cout<<"Data<T1, char>" <<endl;}
private:
    T1 _d1;
    char _d2;
};

（2）参数更进一步的限制：偏特化不仅是指特化部分参数，而是针对模板参数的条件限制所设计出来的一个特化版本。

//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;
};