1 数值型模板参数
模板参数可以是数值型参数，如下所示，模板参数 N 是个数值。
数值型模板参数的限制
- 变量，浮点数，类对象不能作为模板参数
本质：模板参数是在编译阶段被处理的单元，因此，在编译阶段必须准确无误的唯一确定。
编程实验：计算 1 + 2 + 3 + ……+N 最高效的方式
// 45-1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
template<int N>
class Sum
{
public:
static const int VALUE = Sum<N-1>::VALUE + N;
};
template<> // 模板特化
class Sum<1>
{
public:
static const int VALUE = 1;
};
int main()
{
cout << "1+2+3+...+10 = " << Sum<10>::VALUE << endl;
cout << "1+2+3+...+100 = " << Sum<100>::VALUE << endl;
return 0;
}
使用数值型模板参数定义类模板，VALUE 用递归定义的方法，等于Sum::VALUE + N; 再用模板特化定义 N 值为1 时的 VALUE 值。
根据具体的 N 值生成具体的类，在编译的时候，就已经确定了类中的 VALUE，所以运行时，只是在取一个数值，没有进行计算，速度最快。
编译运行：
$ g++ 45-1.cpp -o 45-1
$ ./45-1
1+2+3+...+10 = 55
1+2+3+...+100 = 5050
2 数组模板类
// Array.h
#ifndef _ARRAY_H_
#define _ARRAY_H_
template<typename T, int N>
class Array
{
T m_array[N];
public:
int length();
bool set(int index, T value);
bool get(int index, T& value);
T& operator[] (int index);
T operator[] (int index) const;
virtual ~Array();
};
template<typename T, int N>
int Array<T, N>::length()
{
return N;
}
template<typename T, int N>
bool Array<T, N>::set(int index, T value)
{
bool ret = (index >= 0) && (index < N);
if (ret)
{
m_array[index] = value;
}
return ret;
}
template<typename T, int N>
bool Array<T, N>::get(int index, T& value)
{
bool ret = (index >= 0) && (index < N);
if (ret)
{
value = m_array[index];
}
return ret;
}
template<typename T, int N>
T& Array<T, N>::operator[] (int index)
{
return m_array[index];
}
template<typename T, int N>
T Array<T, N>::operator[] (int index) const
{
return m_array[index];
}
template<typename T, int N>
Array<T, N>:: ~Array()
{
}
#endif
// 45-2.cpp
#include<iostream>
#include"Array.h"
using namespace std;
int main()
{
Array<char, 10>a;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
a[i] = 'a' + i;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << a[i] << ", ";
}
cout << endl;
return 0;
}
使用模板与数值型模板参数定义数组类模板。
$ g++ 45-2.cpp -o 45-2
$ ./45-2
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,
3 数组类改造
在【C++深度解析】12、构造函数、拷贝构造函数和析构函数中我们定义了数组类，并增加拷贝构造函数实现深拷贝。为了防止生成半成品对象，在【C++深度解析】17、二阶构造模式中用二阶构造进行改进。这里我们使用类模板进行改造。
// HeapArray.h
#ifndef _HEAPARRAY_H_
#define _HEAPARRAY_H_
template<typename T>
class HeapArray
{
private:
HeapArray(int len);
HeapArray(const HeapArray& obj);
bool construct();
int m_length;
T* m_pointer;
public:
static HeapArray<T>* NewInstance(int length);
int length();
bool get(int index, T& value);
bool set(int index, T value);
T& operator [] (int index);
T operator [] (int index) const;
HeapArray<T>& self();
~HeapArray();
};
template<typename T>
HeapArray<T>::HeapArray(int len)
{
m_length = len;
}
template<typename T>
bool HeapArray<T>::construct()
{
m_pointer = new T[m_length];
return m_pointer != NULL;
}
template<typename T>
HeapArray<T>* HeapArray<T>::NewInstance(int length)
{
HeapArray<T>* ret = new HeapArray<T>(length);
if (!(ret != NULL && ret->construct()))
{
delete ret;
ret = NULL;
}
return ret;
}
template<typename T>
int HeapArray<T>::length()
{
return m_length;
}
template<typename T>
bool HeapArray<T>::get(int index, T& value)
{
bool ret = (index >= 0) && (index < m_length);
if (ret)
{
value = m_pointer[index];
}
return ret;
}
template<typename T>
bool HeapArray<T>::set(int index, T value)
{
bool ret = (index >= 0) && (index < m_length);
if (ret)
{
m_pointer[index] = value;
}
return ret;
}
template<typename T>
T& HeapArray<T>::operator [] (int index)
{
return m_pointer[index];
}
template<typename T>
T HeapArray<T>::operator [] (int index) const
{
return m_pointer[index];
}
template<typename T>
HeapArray<T>& HeapArray<T>::self()
{
return *this;
}
template<typename T>
HeapArray<T>::~HeapArray()
{
delete []m_pointer;
}
#endif
// 45-3.cpp
#include<iostream>
#include"HeapArray.h"
using namespace std;
int main()
{
HeapArray<char>* pa = HeapArray<char>::NewInstance(10);
if (pa != NULL)
{
HeapArray<char>& ai = pa->self();
for (int i = 0; i < ai.length(); i++)
{
ai[i] = 'a' + i;
}
for (int i = 0; i < ai.length(); i++)
{
cout << ai[i] << ", ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
$ g++ 45-3.cpp -o 45-3
$ ./45-3
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,
4 小结
1、模板参数可以是数值型参数
2、数值型模板参数必须在编译期间唯一确定
