【C++】--模板进阶

一、非类型模板参数

前面我们在模板初阶的时候，我们在使用模板的时候都是对数据类型进行模板化的操作的。

那么啥是非类型模板参数呢？

就比如说我们要设计一个栈，那么我们要初始化数组的大小，那么我们可以定义一个宏来初始化数组的大小。我们使用一个N来定义。

但是我们会发现我们使用栈的时候，有的时候需要大一点的空间，有时候需要小一点的空间，那么我们要是经常修改这个N，就显得很不方便了。

在C++中，模板中有一个非类型模板参数，其可以设计成一个确定的数据类型，然后可以实现我们宏的一些功能。

我们在使用的时候就要传两个参数了。

那么这样操作，我们就又发现，这和我们自己手动去设置数组的大小不是一样的吗？

那么我们为啥要去这么写，这不是多此一举吗？
我们前面提到了，我们的数组的越界访问检查是随机的，并不是一定可以检查出来的，但是我们在类模板中使用的话其越界读写都可以检查出来。

所以我们对于这边就更推荐使用模板来操作了。

下面是我们使用非类型模板参数要注意的：

1、非类型模板参数在编译的使用就会将类中的参数进行替换

2、非类型模板参数可以给缺省值

3、浮点数，类和对象还有字符串不可以作为非类型模板参数。到C++20的时候才支持。

二、模板特化

我们使用模板的时候，是想其脱离数据类型，实现我们的逻辑。但是对于一些特殊的数据类型，我们进逻辑运算的时候，其逻辑是比较特殊的，所以我们特殊处理，比如说我们实现一个比较大小的函数：

上面的这个比较函数的使用，要是我们传入的是指针的话，那么其结果就不会是我们预期那样，这是因为我们想的是指针指向的内容进行比较，而其实际上比较的是指针的地址了，那么我们要针对这种情况写一个比较逻辑，使得其是对指针指向的内容进行比较的。

那么这种情况下，我们就要对模板进行一个特化，这个是一个特殊化的处理，就在原来的模板下，针对某种特殊的数据类型进行特殊化的实现，然后模板的特化又分为函数模板特化和类模板特化。

函数模板特化：

函数模板特化的步骤如下：

1、要先有一个基础的函数模板，我们上面的Less函数就有了

2、关键字tempalte后面加一个空的<>

3、函数名后加一个<>，然后<>中指定要特化的类型

4、函数形参表：要和原函数模板的参数类型一样，要是不一样编译器就会报错，而且报错信息会       特别长。

下面是我们函数模板特化的实例：

我们前面学习模板的时候，我们讲过编译器在函数调用的时候，有现成的会用现成的，那么我们模板特化也是一样，其会先找有没有对应的数据类型的，然后再调用基础函数模板。

但是对于这种简单的函数，我们就直接写一个现成的函数即可。

这样代码的可读性也高。

对于函数模板特化我们不太建议。

三、类模板特化

类模板特化分为两种，一种是全 特化，一种是偏特化。

1、全特化：

全特化就是模板参数中的所有参数都指定类型。

不过要注意的是要先有一个基础函数。

可以看到其在调用的时候有匹配的会优先调用全特化的模板。

2、偏特化

偏特化就是对于部分的参数进行特化。

如上所示，我们对第二个参数进行特化，那么我们实例化调用的时候也是会优先调用匹配的。

然后我们还可以将参数限制为指针，引用这样。

四、模板分离编译

前面我们写stl的时候，我们会发现我们带模板的时候就都不会将其分离在两个文件中，这是因为我们的文件的编译分为预处理，编译，汇编，链接几个过程，然而每个过程每个源文件都是单独进行的，所以这样分离会导致另外一个文化在编译的时候找不到目标函数，这是因为我们模板在没有实例化的时候，实际上是不存在的。

下面我们来详细解释一下模板分离编译的问题：

比如我们现在有三个文件：

Func.h、Func.cpp、test.cpp.

那么其只有在链接后才会有联系。

所以我们推荐：

1、模板的声明和定义放在一个文件中。

2、在模板定义的地方进行显示实例化，但是这样又和我们模板设计的初衷有点背离，所以我们还       是推荐将其放在一个文件中。