C++之类模板的深入学习总结

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#c++ #编程语言 #java #c++11 #opencv

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本文深入探讨了类模板和函数模板的特化技术，包括类模板的多个类型参数定义、特化形式（部分与完全）、特化注意事项，以及函数模板的完全特化实践。通过代码实例展示了特化在解决特定类型问题时的优势。

一、类模板的深入学习：

1、类模板可以定义任意多个不同的类型参数（这一点和模板函数一样）

template < typename T1, typenaem T2 >
class Test
{
public:
    void add(T1 a, T2 b);
}

//定义类对象时
Test<int,float> t;

2、类模板可以被特化

指定类模板的特定实现
部分类参数必须显示指定
根据类型参数分开实现类模板

特化前：

template < typename T1, typename T2 >
class Test
{
   
};

特化后：

template < typename T >
class Test < T , T >
{

};

3、类模板的特化类型：

部分特化：用特定的规则约束类型参数
完全特化：完全显示指定类型参数

完全特化前：

template <typename T1, typename T2 >
class Test
{

};

完全特化后：

template < >
class Test < int, int>
{


};

代码实践：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

/* 关于上述第一个类模板的特殊实现，关于指针的特化实现 */
template < typename T1 , typename T2 >
class Test < T1*, T2* >
{
public:
    void add(T1* a, T2* b)
    {
       cout<<"void add(T1* a, T2* b)"<<endl;
       cout<<*a+*b<<endl;
    }

};

template < typename T >//特化
class Test  <T ,T  >
{
public:
   void add(T a, T b)
   {
         cout<<"void add(T a, T b)"<<endl;
         cout<<a+b<<endl;
   }
   void print()
   {

     cout<<"class Test  < T , T >"<<endl;
   }
};

template < >//完全特化
class Test < void * , void * >
{
public:
   void add(void* a, void* b)
   {
      cout<<"void add(void* a, void* b)"<<endl;
      cout<<"error to add void* parm"<<endl;
    }
};

int main()
{
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    Test<void*, void*> t3;

    t1.add(1,2.5);
    t2.add(5,5);
    t2.print();

    t3.add(NULL,NULL);

    Test< int* , double* > t4;
    int a =1;
    double b = 0.1;

    t4.add(&a,&b);
   return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# ./a.out
void add(T1 a, T2 b)
3.5
void add(T a, T b)
10
class Test  < T , T >
void add(void* a, void* b)
error to add void* parm
void add(T1* a, T2* b)
1.1

4、类模板特化注意事项：

(1)特化只是模板的分开实现

本质上是同一个类模板

(2)特化类模板的使用方式是统一的

必须显示指定每一个类型参数

5、类模板特化与重定义有区别吗？函数模板可以特化吗？

(1)重定义和特化的不同：

重定义：

--一个类模板和一个新类（或者两个类模板）

--使用的时候需要考虑如何选择的问题

特化：

--以统一的方式类使用类模板的特化类

--编译器自动优先选择特化类

(2)函数模板只支持参数完全特化

函数模板特化前：

template < typename T >

bool Equal(T a, T b)
{
   return a==b;
}

函数模板完全特化后：

template < >
bool Euqal<void*>(void* a, void* b)
{
     return a==b;
}

代码实践：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

/*
template
<  >
class Test < void*, void* >    // 当 T1 == void* 并且 T2 == void* 时
{
public:
    void add(void* a, void* b)
    {
        cout << "void add(void* a, void* b)" << endl;
        cout << "Error to add void* param..." << endl;
    }
};
*/

class Test_Void
{
public:
    void add(void* a, void* b)
    {
        cout << "void add(void* a, void* b)" << endl;
        cout << "Error to add void* param..." << endl;
    }
};

template
< typename T >
bool Equal(T a, T b)
{
    cout << "bool Equal(T a, T b)" << endl;
    
    return a == b;
}

template
< >
bool Equal<double>(double a, double b)
{
    const double delta = 0.00000000000001;
    double r = a - b;
    
    cout << "bool Equal<double>(double a, double b)" << endl;
    
    return (-delta < r) && (r < delta);
}

bool Equal(double a, double b)
{
    const double delta = 0.00000000000001;
    double r = a - b;
    
    cout << "bool Equal(double a, double b)" << endl;
    
    return (-delta < r) && (r < delta);
}

int main()
{  
    cout << Equal( 1, 1 ) << endl;
    cout << Equal<>( 0.001, 0.001 ) << endl;
    
    return 0;
}

输出结果：

root@txp-virtual-machine:/home/txp# ./a.out
bool Equal(T a, T b)
1
bool Equal<double>(double a, double b)
1

注解：当需要重载函数模板时，优先考虑使用模板特化；当模板特化无法满足需求，再使用函数重载

二、总结：

类模板可以定义任意多个不同的类型参数
类模板可以被部分特化和完全特化
特化的本质是模板的分开实现
函数模板只支持完全特化
工程中使用模板特化代替类（函数）重定义

好了，今天的分享就到这里，如果文章中有错误或者不理解的地方，可以交流互动，一起进步。我是txp，下期见！