C++：模板特化 非类型模板参数
目录
1.非类型模板参数
2.模板特化
2.1 为什么需要模板特化
2.2 函数模板特化
2.3 类模板特化
1.全特化
2.偏特化
1.部分特化
2.参数更进一步的限制
1.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 。
我们可以创建一个模板类，其中包含一个非类型参数作为数组的大小，这样可以在编译时就确定数组的大小，而不是在运行时动态分配内存。
#include
using namespace std;
namespace wjc
{
// 定义一个模板类型的静态数组
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. 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。
2.模板特化
2.1 为什么需要模板特化
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。
// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Less(T left, T right)
{
return left < right;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int* p1 = &a;
int* p2 = &b;
cout << Less(p1, p2) << endl;
return 0;
} 运行发现比较的并不是预想中的a
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 。模板特化中分为函数模板特化 与 类模板特化。
2.2 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。
// 函数模板 -- 参数匹配
template
bool Less(T left, T right)
{
return left < right;
}
// 对Less函数模板进行特化
template<>
bool Less(int* left, int* right)
{
return *left < *right;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int* p1 = &a;
int* p2 = &b;
cout << Less(p1, p2) << endl;
return 0;
} 得到正确的比较结果，调用了特化后的函数。
2.3 类模板特化
1.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 Data
{
public:
Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
template<>
class Data
{
public:
Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
int _d1;
char _d2;
};
void TestVector()
{
Data d1;
Data d2;
}
可以使用C++全特化来为特定类型的数据结构提供特定的实现，以提高程序的效率。另外，也可以使用C++全特化来为特定的参数提供特殊的实现，以满足特定的需求。
2.偏特化
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。
偏特化通常用于处理特定类型或特定条件下的情况，以提供更具体的实现。这使得模板可以更灵活地适应不同的情况，提高了代码的可复用性和可扩展性。
假设有一个模板类，可以通过偏特化来为指针类型提供特殊的实现，或者为特定的数据结构提供特殊的处理。这样可以根据具体的需求，为模板提供更具体的实现，而不必对整个模板进行特化。
偏特化有以下两种表现方式；
1.部分特化
将模板参数类表中的一部分参数特化
// 将第二个参数特化为int
template
class Data
{
public:
Data() {cout<<"Data" < 2.参数更进一步的限制
偏特化并不仅仅是指特化部分参数，而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一个特化版本。
template
class Data
{
public:
Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
T1 _d1;
T2 _d2;
};
template
class Data
{
public:
Data() { cout << "Data" << endl; }
private:
T1 _d1;
int _d2;
};
//两个参数偏特化为指针类型
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;
};
void test2()
{
Data d1; // 调用特化的int版本
Data d2; // 调用基础的模板
Data d3; // 调用特化的指针版本
Data d4(1, 2); // 调用特化的指针版本
}
C++偏特化是模板编程中的重要特性，可以帮助我们根据具体的需求为模板提供更灵活和具体的实现。
模板特化的好处
提高性能：通过特化模板，可以为特定的类型或参数提供更高效的实现，从而提高程序的性能。
灵活性：模板特化允许程序员根据具体的需求为模板提供定制的实现，使得代码更加灵活和可定制化。
可读性：特化模板可以使代码更具可读性，因为特定类型或参数的实现可以更直观和清晰。
可复用性：通过特化模板，可以在不同的情况下重复使用通用的代码结构，从而提高代码的可复用性。
扩展性：模板特化可以使得代码更易于扩展和维护，因为可以根据需要添加新的特化实现。