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住房和城乡建设部干部学院网站,h5开发用什么工具,wordpress幻灯片插件怎么用,制作图片的软件加字体目录 一、非类型模板参数 二、array容器 三、模板特化 为什么要对模板进行特化 函数模板特化 补充一个问题 类模板特化 全特化与偏特化 全特化 偏特化 四、模板为什么不能分离编译 为什么 怎么办 五、总结模板的优缺点 一、非类型模板参数 模板参数分两类#x…目录 一、非类型模板参数 二、array容器 三、模板特化 为什么要对模板进行特化 函数模板特化 补充一个问题 类模板特化 全特化与偏特化 全特化 偏特化 四、模板为什么不能分离编译 为什么 怎么办 五、总结模板的优缺点 一、非类型模板参数 模板参数分两类类型形参 与 非类型形参。 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。 非类型形参用一个常量作为类 (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。 为什么需要非类型模板参数呢我们先来看这样一个场景。 我定义了一个静态栈MyStack: #define N 100 templateclass T class MyStack { private:int arr[N];int top; }; int main() {MyStackint st;return 0; } 这样实例化出的栈大小都是100。那假如我想要两个栈一个大小为100一个为200要怎么办呢 这就是#define所解决不了的问题了。 为此我们引入了非类型模板参数来看看它是怎么处理这个问题的 templateclass T,int N   //非类型模板参数N class MyStack { private:int arr[N];int top; }; int main() {MyStackint, 100 st1;MyStackint, 200 st2;return 0; } 这样实例化出的st1大小为100st2大小为200。 注意 1.整形家族可以作为非类型模板参数包括char、short、int、long、longlong。最常见的是int。 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。 3.非类型模板参数是是常量是不能修改的。 不信来修改下试试 templateclass T,int N class MyStack { public:void func() {N 200; //修改N} private:int arr[N];int top; }; int main() {MyStackint, 100 st1;st1.func();return 0; } 二、array容器 学习了非类型模板参数我们就可以了解下array容器。这个容器很少用了解即可。 array大小固定的数组。 相比之前学过的动态数组vectorarray的功能就显得有些鸡肋array有的功能vector也有而vector有的功能array未必有。 一方面vector是开在堆上的大小可以变化而array开在栈上大小固定。但这也是array的优势正因为是栈上分配内存所以比vector的效率更高。 但总的来说用array的地方我们往往也能用vectorvector还更好用。所以这个容器很少用。 三、模板特化 模板特化的概念 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。 当模板被使用时编译器会针对特定的类型使用特定的实现而非使用通用的实现从而提高代码的效率。 为什么要对模板进行特化 假如我们想要对9和2进行大小比较现用两种方式比然而比较结果却出现了分歧 templateclass T bool IfLess(const T x, const T y) {return x y; } int main() {int a 2, b 9;int* pa a, * pb b;cout IfLess(a, b) endl;   cout IfLess(pa, pb) endl;return 0; } 存进a、b变量里得到的是正确的结果。而通过传指针的方式得到的是错误的结果。 这是因为这里直接比较了指针的大小而无法对指针先解引用 再比较。 此时就需要对模板进行特化。我们希望达到的效果是传指针也能比大小。 模板特化中分为函数模板特化与类模板特化。 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奇怪的错误。 如这里就没有做到完全相同所以报错了 应改为 templateclass T bool IfLess(T x,T y) {return x y; } ​ template bool IfLessint(int x, int* y) {   //注意形参要和基础参数完全相同return *x y; } 函数模板特化的示例 #includeiostream using namespace std; ​ templateclass T bool IfLess(T x,T y) {return x y; } ​ template bool IfLessint(int* x, int* y) {return *x y; } ​ int main() {int a 2, b 9;int pa a, * pb b;cout IfLess(a, b) endl;cout IfLess(pa, pb) endl;return 0; } 在调用时函数会根据实参类型调用对应的函数模板 补充一个问题 思考为什么这样写不对 #includeiostream using namespace std; templateclass T bool IfLess(const T x, const T y) {return x y; } ​ template bool IfLessint(const int x,const int* y) { //明明基础参数类型完全一致为啥报错return *x y; } int main() {…… } 编译不通过 这里看似 和基础参数类型完全一致实际上只是做到了形式上的一致内涵上却大相径庭。 在基础函数参数中const修饰形参x、y保证它们不被改变那迁移到 特化的参数中对应的是const修饰两个指针x、y使之不被改变。 而const int xconst修饰的是指针x指向的内容不受改变即const修饰 x。 正确的写法是int const x让const直接修饰指针x。 如果你还是一头雾水那说明“指针常量and常量指针”的知识点你没掌握好现在我予以补充。 指针常量int* const p。const直接修饰指针pp自身的值不能改变即p的指向是不能变的而p可以改变。 p就相当于一个常量了此常量的类型为指针因而叫指针常量。 常量指针const int p或int const* pconst修饰的是*p即指针指向的内容是不能变的而指针的指向可以改变。 因为指向的内容不能变就相当于指向了一个常量所以叫常量指针。 类模板特化 当我们需要针对某些特定类型进行特殊处理时就需要对类模板进行特化。 如我们定义了一个类模板 用于计算两个数的和 #include iostream using namespace std; ​ templateclass T1,class T2 class Adder { public:T1 add(T1 x, T2 y) {return x y;} }; ​ int main() {Adderint,double a;int ret1 a.add(1, 1.1);   //我想要ret1是整形ret2是浮点型double ret2 a.add(1, 1.1);cout ret1 endl;cout ret2 endl; ​return 0; } 我想要11.1的结果一个取整为2一个保留小数为2.1。然而结果却 结果都是整形。因为返回类型T1是int这会直接把2.1截断返回2存进ret2里。 来看看 当引入类模板特化是怎么解决这个问题的吧 #include iostream using namespace std; ​ templateclass T1,class T2 class Adder { public:T1 add(T1 x, T2 y) {return x y;} }; ​ template class Adderint,double { public:double add(int x, double y) {return x y;}}; ​ int main() {Adderint,double a;int ret1 a.add(1, 1.1);double ret2 a.add(1, 1.1);cout ret1 endl;cout ret2 endl; ​return 0; } 所以说当需要针对特殊情况做特殊处理时可以考虑使用类模板特化。 全特化与偏特化 全特化 将所有的模板参数都确定化。我们刚刚给出的那几个例子都是全特化的 例 templateclass T1,class T2 class Adder { public:T1 add(T1 x, T2 y) {return x y;} }; ​ template class Adderint,double { public:double add(int x, double y) {return x y;} }; 注意看全特化时template尖括号里一定是空的。在尖括号内不添加类型表示完全特化。 (但不能凭是否为空来区分是全or偏特化。偏特化的也可以为空) 偏特化 偏特化又叫半特化。下面这2种情况都属于偏特化 1.将参数表中一部分参数进行特化。 例 templateclass T1,class T2 class Adder { public:T1 add(T1 x, T2 y) {return x y;} }; ​ templateclass T1   //只特化了T2T1还得保留 class AdderT1,double { public:double add(T1 x, double y) {return x y;}}; 2.对参数进行更进一步的限制。 例如果我们想要 传参时确保是引用传参该怎么做呢 templateclass T1, class T2 class Adder { public:T1 add(T1 x, T2 y) {cout 调用了普通类模板 endl;return x y;} }; ​ templateclass T1,class T2 class AdderT1 ,T2   //限制两个参数是引用 { public:double add(const T1 x, const T2 y) {cout 调用了特化类模板 endl;return x y;} ​ }; int main() {Adderint,double a;a.add(1, 1.1); ​Adderint, double b; //调用特化的类模板这样的话就一定是传引用传参b.add(1, 1.1); ​return 0; } 四、模板为什么不能分离编译 为什么 最开始接触模板时就说过模板不能分离编译。那为什么呢我们要知其然还要知其所以然。现在我通过一个例子来说明这个原因。 我现在在一个project里创建了三个文件Add.h、Add.cpp、main.cpp分别用于声明、定义和测试。 //Add.h #includeiostream using namespace std; templateclass T1,class T2 T1 Add(T1 x,T2 y); ​ //Add.cpp #includeAdd.h templateclass T1, class T2 T1 Add(T1 x, T2 y) {return x y; } ​ //main.cpp #includeAdd.h int main() {cout Add(1, 2.0) endl;return 0; } 运行报错 原因说明 我们先来回顾下程序是怎么运行的。 程序在运行时要经历四个阶段预处理、编译、汇编、链接。 a.在预处理阶段头文件被展开、宏被替换、注释被删除 b.在编译阶段编译器对各个源文件分别进行语法检查然后将其转化成汇编代码。注意此阶段已经没有头文件了 c.由于机器只能识别0、1串所以我们的代码要经过汇编从给人看的字符变成给机器看的01。在汇编阶段会形成符号表用于存放变量、函数的地址。 d.链接时计算机遇到不认识的变量、函数就会去符号表里找它的地址。通过链接一个项目里的多个文件才能合成一个关联的整体。 模板之所以不能分离编译就是在链接阶段出岔子了。 我们说过模板就像一张图纸。Add.cpp里的函数模板因为没有确定的类型所以并未实例化出具体的函数自然无法在符号表中生成对应的地址。 在mian.cpp中模板隐式实例化出 函数Addint,double想要调用却在符号表里找不到地址。所以报错Addint,double为无法解析的外部符号。 怎么办 既然不能分离编译那一般怎样处理模板呢这里提供两种方法。 1.推荐用到模板的地方就不要分离编译~ 将声明和定义放到同一个文件 xxx.hpp (或者xxx.h)。 2.不推荐模板定义的位置显式实例化。 你要调用的函数都显式实例化放在Add.cpp中 templateclass T1, class T2 T1 Add(T1 x, T2 y) {return x y; } //显示实例化 template int Add(int x, double y); 这样写不好因为如果你要调用好几种不同参数类型的Add你就都要显式实例化这就造成了代码的冗余。 五、总结模板的优缺点 优点 1.模板复用了代码节省资源更快的迭代开发C的标准模板库(STL)因此而产生 2.增强了代码的灵活性 缺点 1.模板会导致代码膨胀问题也会导致编译时间变长 2.出现模板编译错误时错误信息非常凌乱不易定位错误