59-类模板深度剖析

最新推荐文章于 2025-05-23 17:00:51 发布
最新推荐文章于 2025-05-23 17:00:51 发布
阅读量149 收藏
点赞数
分类专栏： # C++基础
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/piaoguo60/article/details/108577367
版权

注：博客中内容主要来自《狄泰软件学院》，博客仅当私人笔记使用。

测试环境：Ubuntu 10.10

GCC版本：9.2.0

 

一、多参数类模板

1）类模板可以定义任意多个不同的类型参数

函数模板也可以支持多个不同类型参数。 

使用类模板必须一一指定类型。

 

2）类模板可以被特化

        -    指定类模板的特定实现

        -    部分类型参数必须显示指定

        -    根据类型参数分开实现类模板

特殊化为只接受一个类型(T1和T2类型相同)。在指定实际类型时，如果T1和T2类型相同，编译器会优先使用右边的模板。编译器会根据实际情况分析使用左边或者右边。编译器认为这两个模板是同一个，在使用的时候会根据参数进行选择使用。

 

3）类模板的特化类型

        -    部分特化 - 用特定规则约束类型参数

        -    完全特化 - 完全显示指定类型参数

完全特化里没有泛指类型。 如果编译器指明T1、T2使用int，编译器会使用完全特化。

 

编程实验
类模板的特化
59-1.cpp
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

int main()
{  
    Test<int, float> t1;
    
    t1.add(1, 2.5);    //3.5
    
    return 0;
}

操作：

1) 使用模板：g++ 59-1.cpp -o 59-1.out编译正确，打印结果：

void add(T1 a, T2 b)
3.5

分析：

        使用模板时必须显示声明模板参数类型。

2) 使用模板特化：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T1, typename T2 >
class Test    //多参数类模板
{
public:
    void add(T1 a, T2 b)
    {
        cout << "void add(T1 a, T2 b)" << endl;
        cout << a + b << endl;
    }
};
//模板特化(部分特化：加了约束调价T1和T2相同)
template
< typename T >
class Test < T, T >    //当Test类模板的两个类型参数完全相同时，使用这个实现
{
public:
    void add(T a, T b)
    {
        cout << "void add(T a, T b)" << endl;
        cout << a + b << endl;
    }
};

int main()
{  
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    
    t1.add(1, 2.5);    //3.5
    t2.add(5, 5);
    
    return 0;
}

g++ 59-1.cpp -o 59-1.out编译正确，打印结果：

void add(T1 a, T2 b)
3.5    
void add(T a, T b)    
10

小实验：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T1, typename T2 >
class Test    //多参数类模板
{
public:
    void add(T1 a, T2 b)
    {
        cout << "void add(T1 a, T2 b)" << endl;
        cout << a + b << endl;
    }
};
//模板特化(部分特化：加了约束调价T1和T2相同)
template
< typename T >
class Test < T, T >    //当Test类模板的两个类型参数完全相同时，使用这个实现
{
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;
    }
};

int main()
{  
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    
    t1.add(1, 2.5);    //3.5
    t2.add(5, 5);
    t2.print();
    
    return 0;
}

g++ 59-1.cpp -o 59-1.out编译正确，打印结果：

void add(T1 a, T2 b)
3.5    
void add(T a, T b)    
10    
class Test < T, T >

3) 使用完全特化：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T1, typename T2 >
class Test    //多参数类模板
{
public:
    void add(T1 a, T2 b)
    {
        cout << "void add(T1 a, T2 b)" << endl;
        cout << a + b << endl;
    }
};
//模板特化(部分特化：加了约束调价T1和T2相同)
template
< typename T >
class Test < T, T >    //当Test类模板的两个类型参数完全相同时，使用这个实现
{
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;
    }
};
//完全特化
template     //当 T1 == void* 并且 T2 == void*时
< >
class Test < void*, void* >
{
public:
    void add(void* a, void* b)
    {
        cout << "void add(void* a, void *b)" << endl;
        cout << "Error to add void* param..." << endl;
    }
};    
    
int main()
{  
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    Test<void*, void*> t3;
    
    t1.add(1, 2.5);    //3.5
    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;
}

g++ 59-1.cpp -o 59-1.out编译错误：

59-1.cpp: In instantiation of ‘void Test<T1, T2>::add(T1, T2) [with T1 = int*; T2 = double*]’:
在实例'void Test<T1, T2>::add(T1, T2) [T1 = int*; T2 = double*]':
59-1.cpp:76:15:   required from here
59-1.cpp:14:13: error: invalid operands of types ‘int*’ and ‘double*’ to binary ‘operator+’
   cout << a + b << endl;
错误：类型'int*'和'double*'相加是非法操作

解决办法：定义一个类模板，用于指针类型相加

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

template 
< typename T1, typename T2 >
class Test < T1*, T2* >    //关于指针的特化实现
{
public:
    void add(T1* a, T2* b)   
    {
        cout << "void add(T1 a, T2 b)" << endl;
        cout << *a + *b << endl;
    }
};
    
//模板特化(部分特化：加了约束调价T1和T2相同)
template
< typename T >
class Test < T, T >    //当Test类模板的两个类型参数完全相同时，使用这个实现
{
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;
    }
};
//完全特化
template     //当 T1 == void* 并且 T2 == void*时
< >
class Test < void*, void* >
{
public:
    void add(void* a, void* b)
    {
        cout << "void add(void* a, void *b)" << endl;
        cout << "Error to add void* param..." << endl;
    }
};    
    
int main()
{  
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    Test<void*, void*> t3;
    
    t1.add(1, 2.5);    //3.5
    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;
}

g++ 59-1.cpp -o 59-1.out编译正确，打印结果：

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* param...
void add(T1* a, T2* b)
1.1

4）类模板特化注意事项

        -    特化只是模板的分开实现

            * 本质上是同一个类模板

        -    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

 

二、问题

        类模板特化与重定义有区别吗？

            函数模板可以特化吗？

            

三、特化的深度分析

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

        * 以统一的方式使用类模板和特化类(只有一个类模板)

        * 编译器自动优先选择特化类

 

2）函数模板只支持类型参数完全特化

template
< typename T >    //函数模板定义
bool Equal(T a, T b)
{
    return a == b;
}

template
< >            //函数模板完全特化
bool Equal<void*>(void* a, void* b)
{
    return a == b;
}

测试：模板的重定义

#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
<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>
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 
< >
class Test<void*, void*>
{
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;
    }
};

int main()
{
    Test<int, float> t1;
    Test<long, long> t2;
    //Test<void*, void&> t3;
   
    Test_Void t3; //采用了重定义模板，写代码会考虑用特化还是重定义，后期维护不好
    
    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;
}

注意：能用特化用特化，别混用。

 

编程实验
特化的深入理解
59-2.cpp
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T >
bool Equal(T a, T b)    //函数模板
{
    cout << "bool Equal(T a, T b)" << endl;
    
    return a == b;    //不能用来比较两个浮点数相等。解决办法：函数模板特化
}

template    //函数模板完全特化——显示声明
< >
bool Equal<double>(double a, double b)    //浮点数精度不够。完全特化
{
    const double delta = 0.00000000000001;
    double r = a - b;
    
    cout << "bool Equal<double>(double a, double b)" << endl;
    
    return (-delta < r) && (r < delta);    //用这种方式判断两个数相等
}

int main()
{  
    cout << Equal( 1, 1 ) << endl;    //函数模板
    cout << Equal<double>( 0.001, 0.001 ) << endl;

    return 0;
}

操作：

1) g++ 59-2.cpp -o 59-1.out编译正常，打印结果：

bool Equal(T a, T b)
1
bool Equal<double>(double a, double b)
1

2) 定义重载函数：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
< typename T >
bool Equal(T a, T b)    //函数模板
{
    cout << "bool Equal(T a, T b)" << endl;
    
    return a == b;    //不能用来比较两个浮点数相等。解决办法：函数模板特化
}

template    //函数模板完全特化——显示声明
< >
bool Equal<double>(double a, double b)    //浮点数精度不够。完全特化
{
    const double delta = 0.00000000000001;
    double r = a - b;
    
    cout << "bool Equal<double>(double a, double b)" << endl;
    
    return (-delta < r) && (r < delta);    //用这种方式判断两个数相等
}

bool Equal(double a, double b)    //函数
{
    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;    //函数模板
    cout << Equal( 0.001, 0.001 ) << endl;  
    return 0;
}

打印结果：

bool Equal(T a, T b)
1
bool Equal(double a, double b)
1

分析：编译器会优先选择重载的全局函数，放弃了特化。

 

改变编译器行为，让它使用模板特化：

int main()
{  
    cout << Equal( 1, 1 ) << endl;    //函数模板
    cout << Equal<>( 0.001, 0.001 ) << endl;  //加上<>，让编译器先匹配特化
    return 0;
}

打印结果：

bool Equal(T a, T b)
1
bool Equal<double>(double a, double b)
1

 

四、工程中的建议(编码原则)

            当需要重载函数模板时，优先考虑实验模板特化；   

            当模板特化无法满足需求，再使用函数重载！

 

小结

1）类模板可以定义任意多个不同的类型参数

2）类模板可以被部分特化和完全特化

3）特化的本质是模板的分开实现

4）函数模板只支持完全特化

5）工程中使用模板特化代替类（函数）重定义

Java实现扫雷小游戏【优化版】
zhangxia_的博客
05-23 2万+
游戏的设计类似windows扫雷，用户在图形化用户界面内利用鼠标监听事件标记雷区，左上角表示剩余雷的数量，右上角动态显示使用的时间。用户可选择中间组件按钮重新游戏。在使用Java编写扫雷小游戏时遇到了很多问题，在解决问题时，确实对java的面向对象编程有了更加深入的理解。虽然GUI现在并没有很大的市场，甚至好多初学者已经放弃了学习GUI，但是利用GUI编程的过程对于培养编程兴趣，深入理解Java编程有很大的作用。...
前端技术搭建扫雷小游戏（内含源码）
热门推荐
官方推荐
06-01 3万+
六一儿童节了，为你的小朋友来实现一个扫雷游戏吧！通过扫雷游戏也能让你更进一步的感受前端基础三件套的作用及搭配
自制扫雷小游戏
2302_80105876的博客
01-14 1437
小游戏，扫雷，控制台颜色设计，清屏处理，递归扫雷，游戏项目
Unity 3D制作扫雷小游戏
m0_60597081的博客
10-03 1060
学完unity后，要仿照课程的例子编写一个简单的小游戏，例子是井字棋，总不能照着写个五子棋吧。说起简单的游戏，让我想起之前只有一个没网的WinXP，只能在上面玩扫雷来打发时间，无聊的时候做什么都有趣，想起来倒挺怀念的。于是为了纪念那段时间，就决定做扫雷了！至此我们就实现了一个最基础的扫雷小游戏，正确地标记完所有的雷就可以获得游戏胜利了。作为一个最基础的版本，游戏还有很多可以优化的地方，比如1.可以让玩家自行选择难度或自定义网格数量和地雷数量；2.增加更多的鼠标点击事件，增加不确定标记"？
matlab 扫雷小游戏
slandarer的博客
02-28 8150
借鉴了很多人扫雷的版本 这个扫雷程序第一步不会碰到雷，而且掀开方块的速度比较快
android 扫雷小游戏
qq_41117896的博客
11-11 4906
android 扫雷小游戏 先看效果图： 初始游戏界面： 翻开块和标记块界面： 游戏结束界面： 菜单界面： 更换难度界面： 查看游戏记录界面： 代码分析 Block.java 这部分代码实现的是游戏界面的板块 设置四个变量来记录当前块是否被翻开，当前块是否是地雷，是否把当前快标记为地雷（也就是插旗子），当前块周围的地雷数量。 关键部分代码： //设置翻开状态 public void setNumberOfSurroundingMines(int number) { this.setBac
android扫雷小游戏制作,android扫雷小游戏源码
weixin_30045711的博客
05-28 1330
【实例简介】一个简易的扫雷小游戏源码，可供android初学者参考学习【实例截图】【核心代码】MineSweep└── MineSweep├── AndroidManifest.xml├── bin│ ├── AndroidManifest.xml│ ├── classes│ │ ├── android│ │ │ └── support│ │ │ └...
C语言实现扫雷小游戏
weixin_56264192的博客
01-31 1394
printf("**** 1.开玩 ******\n");printf("**** 0.退出 ******\n");domenu();printf("请选择:>");break;case 0:printf("游戏结束，退出游戏，请手动关闭窗口\n");break;default:printf("选择错误，重新选择\n");break;while (n)
扫雷小游戏实现
qq_72766756的博客
08-11 1252
1：有两个数组，一个数组（mine）用来存放布置好的雷的信息，另外一个数组（show）存放排查出的雷的信息；show数组初始化为‘*’，排除雷后，具体位置改成数字字符如：‘3’9*9二维数组（怕越界所以找大一点）--->11*11的二维数组。test.c ： 测试扫雷游戏（调用其他两个） main函数。2:mine数组初始化为‘0’，布置好雷的时候，改成‘1’今天学习了扫雷游戏的实现，请容我浅浅的解说一下吧。game.h ：扫雷游戏的函数声明。game.c ：游戏函数的实现。现在我们来看看实现结果吧！...
java原生态扫雷小游戏.zip
04-10
java原生态扫雷小游戏.zipjava原生态扫雷小游戏.zipjava原生态扫雷小游戏.zip java原生态扫雷小游戏.zipjava原生态扫雷小游戏.zipjava原生态扫雷小游戏.zip java原生态扫雷小游戏.zipjava原生态扫雷小游戏.zipjava原...
扫雷小游戏,如果在手机应用商店下载一款扫雷小游戏,matlab
09-10
这是matlab编写的小游戏，代码有点多，但系统功能丰富。
android studio 安卓扫雷小游戏源代码
06-13
android studio 安卓扫雷小游戏源代码 运用Android 制作扫雷游戏，制作简单，没有复杂的代码，对于熟悉Android的页面布局,跳转有帮助理解=。这个扫雷还有点瑕疵，广大程序员们可以对其修改和完善。
C语言实现简单扫雷小游戏
01-01
本文实例为大家分享了C语言实现扫雷小游戏的具体代码，供大家参考，具体内容如下 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include #include #include /* 用 C 语言写一个简单的扫雷游戏 */ // 1.写一个游戏菜单 Menu...
扫雷小游戏 微信小游戏源代码
02-17
一个使用微信小程序开发工具开发的小游戏 扫雷游戏源代码，适合新手学习练手，具体请看相关的文章介绍 https://blog.youkuaiyun.com/zs1028/article/details/122985330
游戏盾的功有哪些？
wochenglong的博客
05-19 665
游戏盾的功能主要包括以下几方面：
Unity基础学习（六）Mono中的重要内容（2）协同程序
m0_74212916的博客
05-22 689
本文简单介绍了Unity中的协同程序
3D游戏引擎EngineTest的TestWindow
weixin_45894589的博客
05-20 624
+i)if (!return 0;break;return 0;break;public:++i)++i)
游戏引擎学习第307天:排序组可视化
最新发布
虾球
05-23 659
上次结束后，很多人都指出代码中存在一个拼写错误，因此这次我们一开始就知道有一个 bug 等待修复，省去了调试寻找错误的时间。今天的任务就是修复这个已知 bug，然后继续排查其他潜在的问题。如果短期内没有更多 bug，我们就要着手解决我们算法中的 O(N²) 部分，因为这个性能瓶颈迟早会带来问题。接下来就正式开始今天的开发流程。
C语言编写的扫雷小游戏实现
"C语言实现扫雷小游戏的代码实例，包括游戏菜单、初始化二维数组、打印游戏界面和玩家操作逻辑。" 在C语言中实现一个简单的扫雷游戏，需要涉及以下几个核心知识点： 1. **游戏菜单**：`Menu()` 函数负责显示游戏...
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值