【c++】模板进阶

> 作者���介：დ旧言~，目前大二，现在学习Java，c，c++，Python等

> 座右铭：松树千年终是朽，槿花一日自为荣。

> 目标：了解非类型模板参数，熟练使用模板的特化。

> 毒鸡汤：你活得不快乐的原因是：既无法忍受目前的状态，又没能力改变这一切。

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前言  

早期我们学习了模板，只能说浅学，很多重要的知识点都没有讲解，今天我们来深度讲解模板。

⭐主体

学习模板的进阶我们按照下面的图解来学习：

非类型模板参数

模板参数分为: 类型形参与非类型形参

1. 类型形参：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后面
2. 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

类型形参：

// T: 类型模板参数，它是一个类型template  class A;

非类型形参：

// T: 类型模板参数，它是一个类型// N: 非类型模板参数，它是一个常量template  class A;

实例举例：

#define N 10template // 静态栈class Stack {private:T _a[N];size_t _top;};void test(){Stack st1; // 10Stack st2; // 10}

问题分析：

现在实现了一个静态栈，可以存 10 个数据，实例化的每个对象都可以存 10 个数据，如果我想要第一个对象 st1 存 100 个数据，第二个对象存 200 个数据，这种结构就非常的不好。

问题解决：

此时就需要用到非类型模板参数了

template // 静态栈class Stack {private:T _a[N];size_t _top;};void test(){Stack st1; // 100Stack st2; // 200}

注意事项：

• 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
• 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果

  (因为模板是在编译阶段就要实例化的,而模板必须要知道实例化成的具体类型之后才能实例化,

  因此非类型模板参数和类型模板参数一样,必须在编译阶段就能够确认实例化成的具体类型才可以,

  否则编译阶段无法完成实例化,链接阶段就找不到实例化出的具体的类,进而发生链接错误)

  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。

  问题探讨

  比如：交换两个元素

  templatevoid Swap(T& x, T& y){    T tmp(x); x = y; y = tmp;}void test(){    int x = 1, y = 2;    Swap(x, y);    vector v1 = { 1, 2, 3, 4 };    vector v2 = { 10, 20, 30, 40 };    Swap(v1, v2); // 深拷贝式交换，代价太大，效率低}

  解决方案一：函数的匹配原则，写一个专门针对 vector 类型对象交换的函数：推荐这种

  // 函数匹配原则，专门针对 vector 类型对象交换的函数 -- 推荐这种void Swap(vector& v1, vector& v2){    v1.swap(v2); // 只需要交换对象内部的几个指针即可}

  解决方案二：函数模板的特化，针对 vector 类型对象的交换进行特殊化处理：

  // 函数模板的特化（针对某些具体类型进行特殊化处理） -- 最后还是要经过模板推演templatevoid Swap(vector& v1, vector& v2){    v1.swap(v2);}

  问题拓展：

  此时，就需要对模板进行特化。即：在原模板类的基础上，针对特殊类型所进行特殊化的实现方式。模板特化分为：函数模板特化与类模板特化。

  函数特化步骤

  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 中指定的类型完全相同，如果不同，编译器可能会报一些奇怪的错误。

  小试牛刀：

  template  // 基础函数模板void add(T1& x, T2& y){cout