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模板参数分类型形参与非类型形参。 类型形参#xff1a;出现在模板参数列表中#xff0c;跟在class或者typename之后的参数类型名称。非类型形参#xff1a;就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数#xff0c;在类(函数)模板中可将该参数当成常量来…一、非类型模版参数
模板参数分类型形参与非类型形参。 类型形参出现在模板参数列表中跟在class或者typename之后的参数类型名称。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。 C11新增了array容器array实际上就是模板类型的静态数组
//array的部分底层实现等效于以下代码
templateclass T, size_t N 10 //不管是类型参数还是非类型参数都可以给默认值
class array
{
public:T operator[](size_t index){assert(index _size); //会对访问范围进行检查return _array[index];}const T operator[](size_t index)const{assert(index _size);return _array[index];}size_t size()const{return _size;}bool empty()const{return 0 _size;}
private:T _array[N]; //静态数组size_t _size N;
}array VS 普通数组 array对比普通数组的优势在于array对访问范围进行严格的检查基本不会出现越界访问的问题。 而普通数组只对范围后的部分空间进行抽查且只检查越界写不检查越界读 #include iostream
#include array
using namespace std; int main()
{ arrayint, 10 a1; //a1[10]; //严格检查运行崩溃 //a1[15]; //严格检查运行崩溃 int a2[10];cout a2[10] endl; //越界读正常运行 cout a2[15] endl; //越界读正常运行 //a2[10] 1; //越界写部分抽查运行崩溃 a2[20] 1; //越界写部分抽查正常运行 cout a2[20] endl;
}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。 非类型模板参数必须传常量const变量也行不能传变量。 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。 二、模版的特化
2.1 概念
模版的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 函数模版的特化
函数模板的特化步骤
必须要先有一个基础的函数模板关键字template后面接一对空的尖括号函数名后跟一对尖括号尖括号中指定需要特化的类型函数形参表: 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。
//1. 基础函数模板 -- 参数匹配
templateclass T
bool Less(T left, T right)
{return left right;
}// 对Less函数模板进行特化
template //2.
bool LessDate*(Date* left, Date* right) //3.4.
{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;
}注意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。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比较复杂因此函数模板不建议特化。
2.3 类模版的特化
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。
templateclass T1, class T2 //基础模版
class Data
{
public:Data() {coutDataT1, T2 endl;}
private:T1 _d1;T2 _d2;
};template
class Dataint, char //全特化模版
{
public:Data() {coutDataint, char endl;}
private:int _d1;char _d2;
};void TestVector()
{Dataint, int d1; //调用基础模版Dataint, char d2; //调用特化模版
}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
templateclass T1, class T2 //基础模版
class Data
{
public:Data() {coutDataT1, T2 endl;}
private:T1 _d1;T2 _d2;
};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。
// 将第二个参数特化为int
template class T1 //部分特化模版
class DataT1, int
{
public:Data() {coutDataT1, int endl;}
private:T1 _d1;int _d2;
};参数限制特化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。
//两个参数偏特化为指针类型
template typename T1, typename T2 //限制特化模版
class Data T1*, T2*
{
public:Data() {coutDataT1*, T2* endl;}
private:T1 _d1;T2 _d2;
};
//两个参数偏特化为引用类型
template typename T1, typename T2 //限制特化模版
class Data T1, T2
{
public:Data(const T1 d1, const T2 d2): _d1(d1), _d2(d2){coutDataT1, T2 endl;}
private:const T1 _d1;const T2 _d2;
};
void test2 ()
{Datadouble , int d1; // 调用特化的int版本——部分特化Dataint , double d2; // 调用基础的模板Dataint *, int* d3; // 调用特化的指针版本——限制特化Dataint, int d4(1, 2); // 调用特化的引用版本——限制特化
}三、模版的分离编译
3.1 什么是分离编译
一个程序项目由若干个源文件共同实现而每个源文件单独编译生成目标文件最后将所有目标文件链接起来形成单一的可执行文件的过程称为分离编译模式。
3.2 模板的分离编译
假如有以下场景模板的声明与定义分离开在头文件中进行声明源文件中完成定义
// a.h
templateclass T //声明
T Add(const T left, const T right); // a.cpp
templateclass T //定义
T Add(const T left, const T right)
{return left right;
}// main.cpp
#includea.h
int main()
{Add(1, 2); //调用Add(1.0, 2.0);return 0;
}像这样模版的分离编译会发生链接错误原因如下 错误原因编译过程中a.cpp中定义的函数模版未能完成实例化。由于类型不明确其代码也就没有编译成指令该函数也就没有进入符号表。链接时自然就找不到了。 3.3 解决方法 将模版的声明和定义放到一个.hpp 或者.h文件中其实也是可以的。推荐使用这种方法。 头文件在预处理阶段展开使模版的定义和调用在同一文件下。模版的实例化能够正常进行且函数的地址在编译阶段就可以确定。 模版的声明和定义在同一个文件中但可以分开来写简单函数直接在类中定义默认内联复杂函数在类外定义需要写明类域。声明和定义分离能使模版的结构更清晰代码的可读性更高。 注意当指定一个没有经过实例化的类模版其中的内嵌类型(内部类或typedef)时需要在类型前加typename告诉编译器后面这一串是类型不是静态成员。 在模板定义的位置使用template 类型显式实例化。这种方法不实用不推荐使用。 每调用一种新类型的模版就需要在源文件中模板定义的位置手动进行一次显式的实例化不实用。 四、模版总结
【优点】
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)因此而产生增强了代码的灵活性
【缺陷】
模板会导致代码膨胀问题也会导致编译时间变长出现模板编译错误时错误信息非常凌乱不易定位错误
