C++模闆進階
# C++模闆初階
1.非類型模闆參數
template<class T, size_t N>
class Array
{
private:
T arr[N];
};
模闆參數分為類型參數和非類型參數，如上述所述代碼就是非類型模闆參數
非類型參數：出現在模闆的參數類表中，更在class或者typename之類的參數類型名稱
非類型參數就是作為一個類(函數)的參數，在模闆中該參數可以被當作常量來使用
比如庫裡面的Array就是使用非類型模闆參數來完成的
當然，非類型模闆也可以有預設的預設值
#include<iostream>
using namespace std;
namespace hello
{
template<class T, size_t N=100>
class Array
{
private:
T arr[N];
};
}
int main()
{
hello::Array<int>arr;
return 0;
}
注意：
1.浮點數，類對象以及字元串是不容許作為非類型模闆參數的
2.非類型的模闆參數必須在編譯器就能确認結果
2.模闆的特化
在某些情況下，使用模闆可能會出現一些錯誤的結果，例如下面對兩個字元串的比較
//例如利用模闆來比較兩個字元串是否相等
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
bool Is_Same(T& left, T& right)
{
return left == right;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 10;
cout << Is_Same<int>(a,b) << endl;//結果為1
char str1[] = "hello";
char str2[] = "hello";
cout << Is_Same(str1, str2) << endl;//結果為0
return 0;
}
上面程式運作時會分别列印1，0,這說明我們在比較str1和str2這兩個字元串時出現了錯誤,為什麼會出現str1和str2不相等的情況呢？
數組名是數組首元素的位址，是一個指針，在模闆參數進行執行個體化的時候，模闆參數T會被替換成一個char*類型的指針，而這兩個字元數組都是位于棧區的，二者位址不相同，是以會傳回false
而這種特殊情況就需要對模闆進行特化，即：在原模版的基礎上，針對特殊類型所進行特殊化的實作方式，分為函數模闆特化和類模闆特化
1.函數模闆特化
步驟：
1.首先必須現有一個基礎的函數模闆
2.template後面接一對尖括号<>
3.函數名後面跟一對健康括号，尖括号内指定需要特化的類型
4.函數形參清單:必須要和函數模闆的基礎參數類型完全相同，如果編譯器不同可能報一些奇怪的錯誤
下面，我們對上面哪個求兩個字元串是否相等做一些改變：
//方法一：直接重新定義一個同名函數，裡面參數寫出char*，當我們執行Is_Same函數時，編譯器首先會在非模闆函數中查找是否有能夠進行比對的，如果參數比對直接執行該非模闆函數，不比對則在模闆函數中尋找
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
bool Is_Same(T& left, T& right)
{
return left == right;
}
//重新定義一個函數判斷兩個字元串是否相等
bool Is_Same(char* left,char* right)
{
if (strcmp(left, right) == 0)
return true;
return false;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 10;
cout << Is_Same<int>(a,b) << endl;
char str1[] = "hello";
char str2[] = "hello";
cout << Is_Same(str1, str2) << endl;
return 0;
}
//方法二：按照上面所說的函數模闆的特化重新寫一個函數模闆的特化
template<>
bool Is_Same<const char*const>(const char* const &left, const char* const &right)
{
if (strcmp(left, right) == 0)
return true;
return false;
}
2.類模闆的特化
//最簡單的類模闆
template<class T1, class T2>
class A
{
private:
T1 a;
T2 b;
};
1.全特化
全特化即将模闆參數清單的所有參數都進行确定
//例如：
//在A<int,int>下我們可以執行自己想要做的是
//在A<int,double>下完成另外一件事
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T1,class T2>
class A
{
public:
A()
{
cout << "A<T1,T2>" << endl;
}
};
template<>
class A<int, int>
{
public:
A()
{
cout << "A<int ,int>" << endl;
}
};
template<>
class A<int, double>
{
public:
A()
{
cout << "A<int,double>" << endl;
}
};
int main()
{
A<int, int>a;
A<int, double>b;
A<char, int>c;
return 0;
}
2.偏特化
即給定類模闆一般參數
1.部分特化：将模闆參數清單中的一部分參數進行特化
class A<T1,int>
{
public:
A()
{
cout << "A<T1,int>" << endl;
}
};
2.參數進一步限制
偏特化不僅僅使之特化部分參數，而是正對模闆參數更近一步的條件限制所設計出來的一個特化版本
//兩個參數偏特化為指針類型
template<class T1,class T2>
class A<T1*,T2*>
{
public:
A()
{
cout << "A<T1*，T2*>" << endl;
}
};
//兩個參數偏特化為引用類型
template<class T1, class T2>
class A<T1& ,T2&>
{
public:
A()
{
cout << "A<T1&,T2&>" << endl;
}
};
//一個參數偏特化為引用，另外一個參數偏特化為指針
template<class T1,class T2>
class A<T1&,T2*>
{
public:
A()
{
cout << "A<T1&,T2*>" << endl;
}
};
3.模闆的分離編譯
1.模闆的分離編譯即test.h中寫類模闆的聲明，test.cpp中寫類模闆的實作，main.cpp中寫主要函數功能
-------test.h---------
模闆的定義
--------test.cpp-------
模闆的實作
--------main.cpp--------
模闆的調用
2.在書寫模闆類時不能采取這種方式，會出現連結錯誤
一個c/c++程式的執行大概遵守以上圖檔的過程，經過預處理，編譯，彙編，連結，最終形成可執行程式
test.h中放函數的聲明，test.cpp中放函數的實作，main.c中調用函數，經過預處理，編譯，彙編之後會生成test.o和main.o,當調用這個模闆函數時，發現目前隻有函數的聲明，則回去test.o的符号表中去找，因為模闆隻有在執行個體化時才能生成對應的代碼，符号表裡面沒有該模闆函數的位址，就會出現連結錯誤
3.解決方法
1.将聲明和定義放到檔案"xxx.hpp"裡面或者xxx.h中
2.模闆定義的位置顯式執行個體化
ps:推薦直接聲明與定義直接放在.h檔案中
歡迎大家的觀看，期待下次重逢 To Be Continued…