五十九课 类模板深度剖析

一、多参数类模板

1、类模板可以定义任意多个不同的类型的参数

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

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

template 
<typename T1,typename T2>
class Test
{
};
//如果T1 T2 类型相同
//部分特化后
template 
<typename T>
class Test<T,T>
{
};

3、类模板的特化类型

• 部分特化：用特殊规则约束类型参数
• 完全特化：完全显示指定类型参数

template 
<typename T1,typename T2>
class Test
{
};
//完全特化后
template 
<>
class Test<int,int>
{
};

部分特化后参数类型还是泛指类型，完全特化后参数类型是固定的某一种类型。

示例：类模板的特化

#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*> //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;
  } 
 
};


template
<typename T>
class Test< T, T > //部分特化
{
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*>//完全特化
{
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<int*,double*>t4;
  
  t1.add(1,2.5);
  t2.add(5,5);
  t2.print();
  
  t3.add(NULL,NULL);
  int a =1;
  double b = 0.1;
  
  t4.add(&a,&b);
  
    return 0;
}

注意：

1. 特化只是类模板的分开实现，本质是同一个类模板
2. 特化类模板还是必须显示指定每一个类型参数

4、问题

• 类模板特化与重定义的区别
• 函数模板可以特化吗

1、重定义和特化不同

重定义：重新定义一个模板或者类

特化：只实现同一个类模板。以统一的方式使用类模板和特化编译器自动优先选择特化类

2、函数模板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;
}

示例：函数模板的特化

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

template
<typename T>
bool Equal(T a,T b)
{
   return a == b;
}
template
< >
bool Equal<double>(double a,double b)
{
  const double delta = 0.000000001;
  double r =a - b;
  
  cout << "bool Equal<double>(double a,double b)" << endl;
  
  return (r<delta)&&(r>-delta);
}

bool Equal(double a,double b)
{
  const double delta = 0.000000001;
  double r =a - b;
  
  cout << "bool Equal(double a,double b)" << endl;
  
  return (r<delta)&&(r>-delta);
}

int main()
{

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

打印结果

工程中的建议：

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，在使用函数重载

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函数（类）重定义