C++:模板 II(非类型模板参数,特化,分离编译)

2024-08-22 02:20

本文主要是介绍C++:模板 II(非类型模板参数,特化,分离编译),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

非类型模板参数

模板的特化

函数模板特化

类模板特化 

全特化

偏特化

引用特化

指针特化

模板分离编译


非类型模板参数

什么是非类型模板参数?

顾名思义,它的类型形参并不是一个类型,就是用一个常量来作为类模板或函数模板的一个参数

template<class T, size_t N = 10>
class array
{
public:// ...
private:T _array[N];size_t _size;
};

 上面的这个类模板里就是有一个size_t N,默认是10,代表开10个数组

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定结果

模板的特化

特化是什么?

模板的特化可以说就是模板的特殊化处理

我们通常情况下使用模板可以实现一些与类型无关的代码

但如果有特殊类型可能会得到一些错误的结果,例如:

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;
}

 这里前面两个都可以比较正确

但是到了最后的Date* p1和p2的比较就会出问题

这时候把p1和p2传进去比较的不是它指向的内容,而是比较的地址,所以这个比较是随机的也是错误的!

函数模板特化

这时候我们就需要特化一个Less函数来支持它的比较

template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
{return *left < *right;
}

函数模板的特化步骤:

1. 首先要有一个基础的函数模板

2. 关键字template后面要有<>

3. 函数名后面跟一个<>,<>中指定需要特化的类型

4. 函数形参的类型必须要和特化的类型相同,如果不同编译器会报错

这时候我们就可以让前面的Date*指针走我们特化的这个函数,结果就正确了

当然我们也可以直接重载Less即可

bool Less(Date* left, Date* right)
{return *left < *right;
}

这种代码实现更为简单明了,代码可读性高,容易书写

对于参数类型复杂的函数模板,特化时特别给出,因此函数模板不建议特化

类模板特化 

全特化

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;
};

类模板的特化和函数模板特化的步骤写法一致

全特化就是将模板参数列表中所有参数都确定化

偏特化

template<class T1, class T2>
class Data
{
public:Data() { cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};template <class T1>
class Data<T1, int>
{
public:Data() { cout << "Data<T1, int>" << endl; }
private:T1 _d1;int _d2;
};

偏特化就是有特化,但是没有全部特化

这里就是将第二个参数特化为int,第一个不变,但是要写到特化的<>中

引用特化
template <classT1, class 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;
};

这个特化是特化为了引用,所以若是调用的引用类型就会调用到这个模板

Data<int&, int&> d4(1, 2);
指针特化
template <class T1, class T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:Data() { cout << "Data<T1*, T2*>" << endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};

 这个特化是特化为了指针,所以若是调用的指针类型就会调用到这个模板

Data<int *, int*> d3;

模板分离编译

若是有如下场景

a.h

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right);

a.cpp

template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{return left + right;
}

main.cpp 

#include"a.h"int main()
{Add(1, 2);Add(1.0, 2.0);return 0;
}

这时候运行就会出现错误

此时的a.cpp形参a.obj,main.cpp形参main.obj

在编译器链接的时候,会将多个合并成一个函数地址链接起来

但是在a.cpp中并没有实例化该Add函数,所以并不会生成具体的Add函数

而在main.cpp中,在链接是并没有找到Add函数的定义(没有被a.cpp实例化),因此链接时报错

解决方法

1. 将声明和定义放到同一个文件下(xxx.hpp或者xxx.h中都可以),比较推荐该方法

2. 模板定义的位置显示实例化(不适用,不推荐)


这篇关于C++:模板 II(非类型模板参数,特化,分离编译)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1094965

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