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C++数据结构模板进阶的多方面分析

作者:呆呆兽学编程

今天我要给大家介绍C++中的模板更深的一些知识。有关于非类型的模板参数和模板特化的一些知识,感兴趣的朋友快来看看吧

⭐️博客代码已上传至gitee:https://gitee.com/byte-binxin/cpp-class-code

🌏非类型模板参数

模板参数分类类型形参与非类型形参。

实例:

// 类型模板参数
namespace wxj
{
	// 非类型模板参数 N 是一个常量参数,只能是整形家族的:int short char long  long long    自定义类型和其他类型都不能作费类型模板参数
	// 必须在编译期就能确认结果
	template<class T, size_t N = 10>
	class Array
	{
	public:
		Array()
			:_size(N)
		{}
		T& operator[](size_t i)
		{
			return _arr[i];
		}
		const T& operator[](size_t i) const
		{
			return _arr[i];
		}
		size_t size()
		{
			return _size;
		}
		bool empty()
		{
			return _size == 0;
		}
	private:
		T _arr[N];
		size_t _size;
	};

	void TestArray()
	{
		Array<int, 5> arr;
		for (size_t i = 0; i < arr.size(); ++i)
		{
			arr[i] = i;
		}
		for (size_t i = 0; i < arr.size(); ++i)
		{
			cout << arr[i] << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main()
{
	wxj::TestArray();
	return 0;
}

代码运行结果如下:

看上面,我们定义了一个数组类,空间大小由N决定,类型是Array<T, size_t>

注意:

🌏模板的特化

模板特化:在原模板类的基础上,针对特殊类型所进行的特殊化的实现。分为函数模板特化 和类模板特化。

🍯函数模板的特化

特化的步骤

实例

// 模板的特化    模板的特殊化
template<class T>
bool IsEqual(T& left, T& right)
{
	return left == right;
}

 // 特化  针对某些类型进行特殊化处理
template<>
bool IsEqual<const char* const>(const char* const& left, const char* const& right)
{
	return strcmp(left, right) == 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。

bool IsEqual(char* left, char* right)
{
	return strcmp(left, right) == 0;
}

🍯类模板的特化

类模板的特化分为全特化和偏特化。

全特化: 对类模板参数列表的类型全部都确定(明确指定)

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

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

偏特化: 堆类模板的参数列表中部分参数进行确定化分为部分特化和参数进一步限制

部分特化

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

参数进一步限制 如下有T*和T&,是模板的类型转为指针类型和引用类型

// 参数进一步限制  堆模板参数更进一步的条件限制
template <class T1, class T2>
class Date<T1*, T2&>
{
public:
	Date(int& a)
		:_d2(a)
	{
		cout << "Date<T1*, T2&>" << endl;
	}
private:
	T1* _d1;
	T2& _d2;
};

实例 我们试着实例化几个对象,看他们用的是哪个模板

int main()
{
	Date<int, int> d1;
	Date<int, double> d2;
	Date<int, float> d3;
	int a = 10;
	Date<int*, int&> d4(a);
	return 0;
}

代码运行结果:

🌏模板的分离编译

分离编译: 我们对这个应该是不陌生的,就是把函数的声明放在一个叫**.h的文件中,实现都放在一个叫.cpp**的文件中,这样方便我们管理。

下面我们试着对模板进行分离编译:

// a.h
#pragma once


// 普通函数
void Swap(int& a, int& b);
// 函数模板
template<class T>
T Add(const T& a, const T& b);

// a.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "a.h"

// 普通函数
void Swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
// 函数模板
template<class T>
T Add(const T& a, const T& b)
{
	return a + b;
}

// test.cpp
#include "a.h"

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 4;

	Swap(a, b);
	cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;
	cout << Add(a, b) << endl;
	
	return 0;
}

代码运行结果如下

代码运行时发生了报错,说Add这个函数是没有见过的。得出结论:函数模板不能分离编译,普通函数可以。

为什么会这样呢?

C++程序运行一般经过几个阶段:预处理——>编译——>汇编——>链接(更详细的内容可以参考往期博客——程序的编译

解决方法:

🌐总结

模板进阶也就是这些内容了,喜欢的话,欢迎收藏支持~

到此这篇关于C++数据结构模板进阶的多方面分析的文章就介绍到这了,更多相关C++ 模板进阶内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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