【C++杂货铺】模板进阶

目录

🌈前言🌈

📁 泛型编程

📁 函数模板

 📂 概念

 📂 格式

 📂 class 和 typename

 📂 原理

 📂 函数模板实例化

 📂 匹配原则

📁 类模板

 📂 格式

 📂 实例化

📁 非类型模板参数

📁 模板特化

 📂 概念

 📂 函数模板的特化

 📂 类模板的特化

1. 全特化

2. 半特化/偏特化

📁 模板的分离编译

 📂 概念

 📂 模板的分离编译

 📂 解决方法

📁 模板总结

📁 总结

🌈前言🌈

        欢迎收看本期【C++杂货铺】，本期内容讲解C++中重要语法之一——模板，模板的使用，解决了我们需要重复做的工作，大大提高了我们开发效率。接下来，让我们看看模板的一些概念吧。其中包括了模板的分类，以及一些特殊用法。

        如果你还没有模板基础，可以快速阅览下面这篇文章，当然，本文也会简单介绍模板初阶的一些基本内容。

【C++杂货铺】模板-CSDN博客

📁 泛型编程

        在C++中，存在一个模具，通过给这个模具填充不同类型，来获得不同的具体类型的编码。

        泛型编程：编写与类型无关的通用代码，是代码复用的一种手段，模板是泛型编程的基础。

        其实，模板跟函数是有很大相同点，

        1. 函数传参，传递的是对象；模板传参，传递的是类型

        2. 函数是在运行时传参；模板是在编译时传参（模板需要在编译时实例化）

📁 函数模板

 📂 概念

        函数模板代表一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定版本。

 📂 格式

template
返回值类型  函数名(参数列表)
{
    函数体
}

 📂 class 和 typename

        其中class 可以和typename互换，两者本质上没有区别。只是在某些场景下，必须使用typename，来声明是模板类。 

        class 和 typename 都是用于声明模板参数，在大多数情况下都是等价的，在某些情况下有微小的差异。

        在模板内部中，当引用模板参数时，如果是一个类型，可以使用class或typename。但当你引用一个模板类型参数时，必须使用typename，因为编译器无法确定这个模板类型参数是否为类型。

template 
void foo() {
    typename T::SomeType* ptr;  // 此处必须使用 typename
}

        这里T：：someType是一个类型依赖于模板参数T，因此必须使用typename来告诉编译器T::someType是一个类型而不是成员变量或函数。

 📂 原理

        函数模板是一个蓝图，本身并不是函数，是编译器根据使用方式产生特定具体类型函数的模具，所以模板将本来我们应该做的重复事情交给了编译器干。

        在编译期间，编译器根据传入的实参类型推演生成实参类型队形类型的函数。

 📂 函数模板实例化

 隐式实例化：编译器根据实参推演模板函数的实际类型。

 显示实例化：在函数名后的中指定模板参数的实际类型。

 📂 匹配原则

1. 非模板函数可以和一个同名的函数模板同时存在，且该函数模板被实例化为这个非模板函数；

2. 非模板函数和同名函数模板，如果其他条件相同，在调动时有点调用非模板函数，如果模板可以产生一个更好的匹配函数，则会选择模板

📁 类模板

 📂 格式

template
class 类模板名称
{
    类成员定义
};

 📂 实例化

        类模板实话与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后面跟，然后将实例化的类型放在即可，类模板名称不是真正的类，实例化的结果才是真正的类。

vector v1;
vector v2;

        以上就对模板初阶做了一遍回顾，总体上来说，介绍了函数模板和类模板的概念，以及使用方式，拓展了class和typename的细微差异。

📁 非类型模板参数

        模板参数分 类型形参 和 非类型形参。此外模板参数可以跟函数一样，有缺省参数。

        类类型形参：出现在模板参数列表中，跟在class或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）模板汇总可以将参数当成常量来使用。

 template
 class array
 {
 public:
     T& operator[](size_t index){return _array[index];}
     const T& operator[](size_t index)const{return _array[index];}
 
     size_t size()const{return _size;}
     bool empty()const{return 0 == _size;}
 
 private:
     T _array[N];
     size_t _size;
 }；

注意：

        1. 在大多数版本下，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.  非类型模板参数必须在编译期间就能确认结果。

📁 模板特化

 📂 概念

        通常情况下，使用模板可以实现与类型无关的代码，但对于一些特殊特殊类型可能会得到一些错误结果，需要特殊处理。

// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Less(T left, T right)
{
 return left