嗨~大家好，这里是春栀怡铃声的博客~

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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

模板分离编译 

什么是分离编译 

模板的分离编译 

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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中，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。

例：

template<size_t N , bool flag = false>
class Stack
{
private:
	int _a[N];
	int _top;
};
int main()
{
    Stack<5> s1;
    return 0;
}

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认结果。

模板的特化

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会得到一些 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比较的函数模板

// 函数模板 -- 参数匹配
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;
}

由代码可看到，前2组都是可以正常比较

而第三组利用模板实例化出来的是指针，比较地址，结果当然会出错，此时就需要对于模板进行特化

函数模板特化

模板特化步骤：

1.必须要有一个基础的函数模板

2.在template后面接<>

3.在函数名后跟一对<>,<>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

示例：

基础的函数模板

template<class T>
bool Less(T left, T right)
{
   return left<right;
}

特化

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

执行程序

int main()
{
   int a = 2;
   int b = 6;   
   cout<<Less(a,b)<<endl;

   int *p1 = &a;
   int *p2 = &b;
   cout<<Less(p1,p2)<<endl;
   return 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 Less(int *left,int *right)
{
     return *left < *right;
}

该种实现简单明了，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。

类模板特化

全特化

全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化。

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

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



int main()
{
    Data<int, int> d1;
    Data<int, char> d2;
    return 0;
}

偏特化

任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。比如对于以下模板类

原模板：

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

部分特化：注意这里<>中还有class T1 不要忘记写哦

template<class T1>
class Data<T1, double>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1, double>" << endl; }
};

template<class T1>
class Data<T1, char>
{
public:
	Data() { cout << "Data<T1, char>" << endl; }
};

不写编译器会不认识T1，会报错

参数限制为指针类型

template <typename T1, typename T2>
class Data <T1*, T2*>
{
public:
	Data() 
	{ 
		cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;
	}
};

参数限制为引用类型

template <typename T1, typename T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:
	Data()
	{
		cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;
	}
};

测试代码：

int main()
{
	Data<int, int> d1;
	Data<int, char> d2;
	Data<int, double> d3;
	Data<char, double> d4;
	Data<char, char> d5;
	Data<char*, char*> d6;
	Data<int*, char*> d7;
	Data<int&, char&> d8;
	Data<int&, double&> d9;
	Data<int&, int*> d10;

	return 0;
}

从测试结果来看，我们总结出，1.编译器如果发现有现成的，就会去用现成的

2.通过特化出指针类型和引用类型，保证了出现指针和引用时只调用对应类型

模板分离编译 

什么是分离编译 

一个程序（项目）由若干个源文件共同实现，而每个源文件单独编译生成目标文件，最后将所有
目标文件链接起来形成单一的可执行文件的过程称为分离编译模式。

模板的分离编译 

假如有以下场景，模板的声明与定义分离开，在头文件中进行声明，源文件中完成定义：

在编译器的预处理环节，会在源文件中 将头文件展开

现在我们有一个模板

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

一个函数

void func(const int& left, const int& right)
{
	cout << "void func(const int& left, const int& right)" << endl;
}

将他们都进行分离，函数和模板的定义放在 Func.h 文件 ，定义放在Func.cpp 文件

//Func.h  文件
#include<iostream>
using namespace std;

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


void func(const int& left, const int& right);

执行程序，检查能否通过

明显看到，编译器指出有2个无法解析的外部指令，导致编译失败。

而这2个无法解析的外部指令就是在模板的分离编译出了问题

我们知道在编译期时，头文件会展开，头文件展开，编译器只能看到模板的声明

我们的普通函数，是规定好了类型，在编译器时，编译调用点时，编译器就可以先生成一条“调用 add”的指令，至于 add 的实现代码在哪个 .o/.obj 里，留给链接器最后去找。

模板不同  模板只有在“被使用时”才会实例化生成具体代码，
这一步发生在 编译期，所以编译器在看到模板使用点时，必须同时看到模板的完整定义，不只是声明。如果看不到定义，编译器就无法进行实例化，继续进行

 普通函数：

  - 函数本体早就确定了
  - 编译器可以先记下“以后去链接这个符号”

  模板：

  - 具体函数本体还没生成
  - 编译器必须先看到定义，才能现造出符号

普通函数：工厂里已经造好了零件，链接器只负责装配。
模板：你给的是“生产图纸”，具体零件要按现场需求现造。链接器不会开工厂，它只会装配现成零件。

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我们下期再见喽！！！