“”

猛戳订阅🍁🍁 👉 [C++详解专栏] 👈 🍁🍁

这里是目录

• 一、泛型编程
• 二、函数模板
• • 1.函数模板的实例化
  • 三、类模板
  • • 1.类模板的定义格式
    • 四、非类型模板参数
    • 五、模板的特化
    • • 1.函数模板的特化
      • 2.类模板的特化
      • • 全特化
        • 偏特化
        • 六、模板分离编译(重点)
        • • 1.什么是分离编译 ？
          • 2.模板的声明和定义
          • 3.模板的分离编译原理
          • 为什么分离就链接不上？

            一、泛型编程

            概念：

            编写与类型无关的通用代码，达成代码复用，模板是泛型编程的基础。

            模板就是把工作交给编译器去做。让编译器去生成多个函数，省的我们再去写函数模板。比如Add加法函数。

            平时经常用的是函数模板和类模板

            二、函数模板

            函数模板格式：

            template
            

            这里需要有个感性的认知：

            1.一个模板参数只能定义一个函数。模板参数可以有缺省参数。

            2.模板参数是类型。函数参数是对象。

            模板参数传递的是类型，函数参数传递的是对象值。

            3.普通函数是有地址的，而模板函数没有地址。

            但是模板会推算，会通过实参传递给形参，推算他的实际类型。

            template
            void Swap(T& left, T& right)
            {
            	T temp = left;
            	left = right;
            	right = temp;
            }
            

            1.函数模板的实例化

            实例化：用不同类型的参数使用函数模板时，称为函数模板的实例化

            但是有时候也有例外。需要显式实例化。

            代码如下

            template
            T* func(int n)
            {
            	return new T[n];
            }
            int main()
            {
            	int* p = func(10);
            	return 0;
            }
            

            typename是用来定义模板参数的关键字。也可以用class.但是不能用struct。

            三、类模板

            1.类模板和函数模板不同。函数模板一般可以显式传参推出实际类型。

            2.而类模板不能传参推断类型，所以类模板需要在类名的 后面加尖括号<>里面加类型，这叫做类模板的显式实例化

            例如：

            vector v1;//int类型
            vector v2;//元素是double类型
            

            1.类模板的定义格式

            注意：

            cao不是具体的一个类，而是编译器根据被实例化的类型生成具体类的模具。

            template
            class 类模板名
            {
            	//类内成员定义
            };
            //类模板
            template
            class cao
            {
            };
            //类模板的实例化
            cao c;
            //cao类名，cao才是类型
            

            四、非类型模板参数

            概念：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

            1.非类型的模板参数无法修改

            2.浮点数，类对象以及字符串无法做非类型模板参数

            （非类型模板参数一般是整形）

            3.非类型的模板参数必须在编译期间就能确认结果。

            N就是非类型形参。

            template
            

            五、模板的特化

            使用模板可以实现与类型无关的代码。但有时候还需要做一些特殊处理。

            1.函数模板的特化

            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错误

            struct Date
            {
            	int _year = 1;
            	int _month = 1;
            	int _day = 1;
            };
            //基础的函数模板
            template
            bool IsEqual(T left, T right)
            {
            	return left == right;
            }
            //关键字template后面接一对空的尖括号<>
            template<>
            //函数名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型
            //函数形参表：必须要和模板函数的基础参数类型完全相同
            bool IsEqual(Date* left, Date* right)
            {
            	return left->_year == right->_year
            		&& left->_month == right->_month
            		&& left->_day == right->_day;
            }
            int main()
            {
            	cout << IsEqual(1, 2) << endl;
            	Date* p1 = new Date;
            	Date* p2 = new Date;
            	cout << IsEqual(p1, p2) << endl;
            	return 0;
            }
            

            2.类模板的特化

            全特化

            全特化就指的是模板参数列表中所有的参数都确定化。

            //全特化
            template
            class Data
            {
            public:
            	Data()
            	{
            		cout << "Data" << endl;
            	}
            private:
            	T1 _d1;
            	T2 _d2;
            };
            //跟一对尖括号<>
            template<>
            class Data
            {
            public:
            	Data()
            	{
            		cout << "Data" << endl;
            	}
            private:
            	int _d1;
            	char _d2;
            };
            int main()
            {
            	Data d1;
            	//模板的全特化
            	Data d2;
            }
            

            偏特化

            偏特化是针对模板参数进一步进行条件限制设计的特化版本。

            //类的基础模板
            template
            class Data
            {
            public:
            	Data()
            	{
            		cout << "Data" << endl;
            	}
            private:
            	T1 _d1;
            	T2 _d2;
            };
            //1.部分特化
            //将模板参数列表中的一部分参数特化。
            template 
            class Data
            {
            public:
            	Data()
            	{
            		cout << "Data" << endl;
            	}
            private:
            	T1 _d1;
            	int _d2;
            };
            //两个参数偏特化为引用类型
            template 
            class Data 
            {
            public:
            	Data() { cout << "Data" << endl; }
            private:
            	T1 _d1;
            	T2 _d2;
            };
            //两个参数偏特化为引用类型
            template 
            class Data 
            {
            public:
            	Data(const T1& d1, const T2& d2)
            		:_d1(d1)
            		, _d2(d2)
            	{
            		cout << "Data" << endl;
            	}
            private:
            	const T1& _d1;
            	const T2& _d2;
            };
            int main()
            {
            	Data d1;
            	Data d2;
            	Data d3;
            	Data d4(1,2);
            }
            

            六、模板分离编译(重点)

            1.什么是分离编译 ？

            一个程序由若干个源文件组成。而每个源文件单独编译成目标文件，然后目标文件链接起来形成可执行文件的过程称为分离编译。

            模板一般不支持分离编译。但普通函数是可以的。

            C/C++程序要运行，基本步骤.

            预处理 -> 编译->汇编->链接

            2.模板的声明和定义

            函数模板的声明和定义也有一些讲就。

            声明：

            template
            void Swap(T& left, T& right);
            

            定义：

            template
            void Swap(T& left, T& right)
            {
            	T temp = left;
            	left = right;
            	right = temp;
            }
            

            注意：类模板的定义还需要加上类域。

            3.模板的分离编译原理

            a.cpp

            

            a.h

            

            main.cpp

            

            a.h头文件不参与编译。

            a.cpp中不会生成模板函数的实例化，

            main.cpp中调用函数链接时找地址。main.cpp包含的头文件只有a.h的。但是a.cpp中没有实例化所以没有地址。

            解决方法：

            1.将声明和定义放到一个文件.hpp的文件中。

            2.模板定义的位置显式实例化。(不推荐使用).

            模板的优点：

            1.模板复用了代码，节省了资源。STL标准模板库因此而产生。

            2.增强了代码的灵活性。

            缺点：

            1.模板会导致代码膨胀，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。

            为什么分离就链接不上？

            符号表找不到。

            和实例化有关系。

            a.cpp 从预处理到 a.i经过了头文件的展开。

            a.i经编译到a.s再经过汇编到a.o什么都没干，因为模板的类型没有确定，所以没法实例化。a.s和a.o都是空的，空壳子。

            解决办法：

            1.显示实例化，太矬了，几乎不用这个办法。

            2.不分离到两个文件中，放到同一个文件中。这样为什么就可以了呢？

            为什么就不存在链接错误了？**原因是因为在main.cpp中头文件展开后，有了函数模板的声明和定义。**在链接的时候就不用找他的地址了。

             
             十大建筑设计网站  企业邮箱申请  深圳网站设计创同盟  中国万网官网  济南网站制作系统  网站设计网站优化公司