【十八】类模板（下）

最新推荐文章于 2024-10-24 16:50:57 发布

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本篇接着上一篇的内容介绍！

1、类模板多个类型参数

和函数模板一样，一个类模板也可以定义多个类型参数！
如下：

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T1, typename T2>
class Test
{
public:
  void test(T1 a, T2 b)
  {
    cout << static_cast<T1>(a + b) << endl;
  }
};

int main()
{
  Test<double, int> ti;   //必须使用具体类型定义对象

  ti.test(3.14159, 10);

  return 0;
}

2、类模板的局部特化

类模板可以被局部特化

可以指定类模板的特定实现，并要求某些类型参数仍然必须得由使用模板的用户指定

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T1, typename T2>
class Test    //该模板类要求两个不同的类型参数
{
public:
  void test(T1 a, T2 b)
  {
    cout << "void test(T1 a, T2 b)" << endl;
    cout << static_cast<T1>(a + b) << endl;
  }
};

//特化1
template <typename T>
class Test<T, T>    //该模板类要求两个相同的类型参数
{
public:
  void test(T a, T b)
  {
    cout << "void test(T a, T b)" << endl;
    cout << a + b << endl;
  }
};

//特化2
template <typename T>
class Test<T, int>    //该模板类要求一个类型参数和一个int型参数
{
public:
  void test(T a, int b)
  {
    cout << "void test(T a,  int b)" << endl;
    cout << a + b << endl;
  }
};

//特化3
template <typename T1, typename T2>
class Test<T1*, T2*>    //该模板类要求两个不同的指针类型参数
{
public:
  void test(T1* a, T2* b)
  {
    cout << "void test(T1* a, T2* b)" << endl;
    cout << static_cast<T1>(*a + *b) << endl;
  }
};



int main()
{
  int i = 10;
  double d = 3.14159;

  Test<int, double> ti;
  ti.test(i, d);

  Test<double, int> td;
  td.test(d, i);

  Test<double*,int*> tdp;
  tdp.test(&d,&i);
  return 0;
}

思考：
为什么需要特化，而不重新定义新类？

特化和重新定义新类看上去没有本质区别，但是如果定义新类，那么将变成一个类模板和一个新类，使用的时候需要考虑究竟是用类模板还是用新类
而特化可以统一的方式使用类模板和特化类，编译器自动优先选择特化类

3、类模板和函数模板的非类型模板参数–数值参数

函数模板和类模板的模板参数可以是普通数值

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

//类模板
template <typename T, int N>
class Test
{
private:
  int value;
public:
  Test()
  {
    value = N;
  }
  void print()
  {
    cout << "value = " << value << endl;
  }
};

//函数模板
template <typename T, int N>    //在这里声明了类型参数和数值参数，可在函数中直接使用
void func()
{
  T array[N] = {0};
  for(int i = 0; i < N; i++)
  {
    array[i] = i + 1;
    cout << array[i] << endl;
  }
}

int main()
{
  Test<int,10>  ti;     //类模板使用方式
  ti.print();

  func<double,5>();     //模板函数调用方式

  return 0;
}

扩展练习：

假如让我们计算从1到N的和，要求计算快速且性能开销最小，该如何计算？

答：
方法一：写一个函数，用循环。。。。
方法二：写一个函数，用等差数列求和公式。。。
方法三：。。。。。

以上提到的方法其实都不是很好，因为到头来我们得到的结果还是要经过函数调用，并且在运行时才能完成计算！有一个好方法可以在编译期让编译器帮我们做这个计算！

示例：

利用非类型模板参数和特化，无开销计算1到N的和！

#include <iostream>

using namespace std;

//类模板
template <int N>
class Sum
{
public:
  static const int VALUE = Sum<N-1>::VALUE + N;
  //我们利用递归的思想来求和：前N项的和 = 前N-1项的和 + N；依次类推！
};

//特化
template <>
class Sum<1>
{
public:
  static const int VALUE = 1;
  //这里让static作用于变量会让该变量在全局数据区分配空间
  //然后，const作用于变量，意味着要定义一个常量，
  //最后，给这个变量赋予了值为1的字面值常量，所以该变量会被放入符号表！
};


int main()
{
  //整个计算过程在编译期间就完成了！
  Sum<100> s;
  cout << s.VALUE << endl;

  return 0;
}