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【C++闯关笔记】模板的特化

news 2025/10/21 9:32:48

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上篇文章：【C++闯关笔记】STL：deque与priority_queue的学习和使用-CSDN博客

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前言

一、非类型模板参数介绍

二、模板特化

1.函数模板特化

2.类模板特化

1）全特化

2）偏特化

总结

前言

在【C++闯关笔记】封装②：友元与模板_c++封装,友元-CSDN博客一文中，我们讨论了函数模板的基本用法，并明确了模板是泛型编程的基础。

本文在模板的基础用法之上，介绍什么是模板的特化。

一、非类型模板参数介绍

模板参数分 类类型形参 与非类型形参。

在一些C++教材上一般只介绍类类型模板参数，而非类型模板参数却少有提及。

类类型形参：即出现在模板参数列表中，跟在class或者typename之类的参数类型名称。如下文代码中的 T 类型。

template<typename T>void swap( T& left,  T& right){T temp = left;left = right;right = temp;}

非类型形参：就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数，在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用。如下文代码中的 size_t N 。

//一个静态定长数组
template<class T,size_t N =10>
class Array
{
public:T& operator[](size_t pos){ return _array[pos];}bool empty(){return _size == 0;}size_t size()const{return _size;}
private:T _array[N];size_t _size;
};

非类型模板参数常与类类型模板参数一起使用，但非类型模板参数有些细节需要注意：

浮点数、类对象以及字符串是不能作为非类型模板参数的。

二、模板特化

模板可以实现不同类型的数据使用同一套代码实例化，但对于一些特殊类型的可能会得到一些错误的结果，需要特殊处理。

比如下面代码中，将地址传给函数Less就会造成错误。

template<class T>
bool Less(T left, T right)
{return left < right;
}int main()
{int a = 1,b = 2;Less(a,b);//正确Less(&a,&b);//错误return 0;
}

此时就需要特殊处理。

1.函数模板特化

特化，翻译一下就是特殊的实例化，即在原模板类的基础上，针对特殊类型所进行特殊化的实现方式。

特化的步骤：

①. 已经有了一个基础的模板；

②. 关键字template后面接一对空的尖括号<>

③. 函数名/类名后跟一对尖括号，尖括号中指定需要特化的类型。

④. 函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同。

就拿上面的Less模板函数，特化处理指针作为示例：

// 函数模板 -- 参数匹配template<class T>bool Less(T left, T right){return left < right;}// 对Less函数模板进行特化template<>bool Less<Date*>(Date* left, Date* right){return *left < *right;}

2.类模板特化

1）全特化

全特化：将模板参数列表中所有的参数都确定化。

//类模板
template<class T1,class T2>
class Temp
{
public:Temp(){cout << "template<class T1,class T2>" << endl;}
};//全特化
template<>
class Temp<int, double>
{
public:Temp(){cout << "Temp<int, double>" << endl;}
};

2）偏特化

偏特化又分为两个部分，一是由如template<class T, int>的部分特化。

部分特化

template<class T1,class T2>
class Temp
{
public:Temp(){cout << "template<class T1,class T2>" << endl;}
};template<class T1>
class Temp<T1,int>
{
public:Temp(){cout << "Temp<T1,int>" << endl;}
};

二是针对模板参数的特定条件限制所设计出来的特化版本，如对指针类型的特化。

template<class T1,class T2>
class Temp
{
public:Temp(){cout << "template<class T1,class T2>" << endl;}
};//偏特化（特殊特化）
template<typename T1, typename T2>
class Temp<T1*, T2*>
{
public:Temp(){cout << "Temp<T1,int>" << endl;}
};

细节注意

函数模板或者类模板的定义与声明最好在一个文件中，将声明和定义放到一个文件 "xxx.hpp"或者”“xxx.h” ，否则会出现链接错误！