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c++------模板进阶

news 来源：原创 2025/4/21 22:18:06

一、模板

1.1 非类型模板参数

二、模板的特化

2.1 概念

2.2 函数模板特化

2.3 类模板特化

全特化

偏特化

（1）部分特化

（2）参数更进一步的限制

三、模板分离编译

3.1 什么是分离编译

3.2 模板的分离编译

3.3 解决方法

四、模板总结

4.1 优点

4.2 缺点

一、模板

1.1 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，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

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（基本int）

2.非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果

二、模板的特化

2.1 概念

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得到一些错误的结果，需要特殊处理，比如：实现了一个专门用来进行小于的函数模板

可以看出，Less绝大多数情况下都可以正常比较，但是在特定的场景小就会得到错误的结果，上述示例中，p1指向的d1显然小于p2指向的对象，但是Less内部并没有比较p1和p2指向的对象内容，而比较的是p1和p2指针的地址，这就无法达到预期而错误

此时，就需要对模板进行特化。即：在原模版类的基础上，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.函数名后面跟一对尖括号，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错

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函数直接给出（推荐,这种实现简单明了，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，特化时特别给出，因此函数模板不建议特化）

#include <iostream>
#include"Date.h"

template <class T>
bool Less( T left, T right)
{
	return left < right;
}
//template<>
//bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
//{
//	cout << "Date*" << endl;
//	return *left < *right;
//}
bool Less(Date* left, Date* right)
{
	cout << "Date*" << endl;
	return *left < *right;
}
int main()
{
	cout << Less(1, 2) << endl;
	Date d1(2022 ,7,7);
	Date d2(2023, 7, 8);
	cout << Less(d1, d2) << endl;
	Date* p1 = &d1;
	Date* p2 = &d2;
	cout << Less(p1, p2) << endl;
	return 0;
}

2.3 类模板特化

全特化

全特化就是将模板参数列表中所有的参数都确定化

#include <iostream>
using namespace std;
//#include"Date.h"

//template <class T>
//bool Less( T left, T right)
//{
//	return left < right;
//}
template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
{
	cout << "Date*" << endl;
	return *left < *right;
}
//bool Less(Date* left, Date* right)
//{
//	cout << "Date*" << endl;
//	return *left < *right;
//}
template <class T1,class T2>
class Date
{
public:
	Date()
	{
		cout << "Date<T1,T2>" << endl;
	}
private:
	T1 _d1;
	T2 _d2;

};
template <>
class Date<int ,char>
{
public:
	Date()
	{
		cout << "Date<int,char>" << endl;
	}
private:
	int _d1;
	char _d2;

};
int main()
{
	/*cout << Less(1, 2) << endl;
	Date d1(2022 ,7,7);
	Date d2(2023, 7, 8);
	cout << Less(d1, d2) << endl;
	Date* p1 = &d1;
	Date* p2 = &d2;
	cout << Less(p1, p2) << endl;*/
	Date<int ,int> d1;
	Date<int, char> d2;
	return 0;
}

偏特化

偏特化：任何针对模板参数进一步条件限制的特化版本

表现形式

（1）部分特化

将模板参数类表中的一部分参数特化

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

};

（2）参数更进一步的限制

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的一个特化版本

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

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

};